Статор для электрической вращающейся машины

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение электрических и термических свойств статора. Статор содержит статорный листовой пакет со стержнями катушки и по меньшей мере одну статорную пластину лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом. Для того чтобы уменьшить осевую длину статора, предложено, что в изолирующий основной корпус встроены проводящие дорожки, причем по меньшей мере одна статорная пластина лобовой части обмотки на торцевой стороне лежит на статорном листовом пакете. При этом проводящие дорожки наглухо соединены со стержнями катушки. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к статору для электрической вращающейся машины.

Кроме того, изобретение относится к электрической вращающейся машине по меньшей мере c одним таким статором.

Кроме того, изобретение относится к приводу гондолы по меньшей мере с одной такой электрической вращающейся машиной.

Кроме того, изобретение относится к судну с по меньшей мере одним таким приводом гондолы.

Кроме того, изобретение относится к способу изготовления такого статора.

Такой статор предпочтительно используется в электрической вращающейся машине, особенно в двигателе или генераторе, которая используется в судостроении и имеет потребление мощности по меньшей мере один мегаватт.

Обычно статорные обмотки такой электрической вращающейся машины выполнены как формованные катушки, которые также называют стержневыми катушками. Формованные катушки изготавливают, например, посредством литья или порошковой металлургии. На концах формованных катушек находится лобовая часть обмотки, которая образуется посредством изгиба и выгиба проводников формованных катушек. Эта лобовая часть обмотки требует значительного осевого конструктивного пространства. Из-за дополнительной неактивной длины лобовой части обмотки возникают омические потери, которые снижают кпд электрической вращающейся машины. Кроме того, требуется охлаждать лобовые части обмотки. Для охлаждения требуется дополнительное конструктивное пространство.

Особенно в высокоскоростных машинах с малым количеством полюсов, увеличенное за счет лобовых частей обмотки расстояние между подшипниками негативно влияет на динамику ротора. Кроме того, дополнительные затратные мероприятия по приданию жесткости требуются ввиду больших длин проводников, чтобы предотвратить недопустимые вибрации и деформации во время работы. Кроме того, общая длина и вес электрической вращающейся машины увеличиваются. В частности, при модульной конструкции больших машин, при которой несколько частичных машин образуют общую машину в осевом направлении, из-за лобовых частей обмотки образуются значительные, электрически не используемые длины.

Патент DE 10 2009 032 882 B3 описывает способ изготовления формованной катушки для многосекционной обмотки динамоэлектрической машины, а также формованную катушку, изготовленную посредством упомянутого способа. Для того чтобы упростить изготовление формованной катушки, она изготавливается из исходной катушки, причем исходная катушка имеет две продольные стороны, которые предусмотрены для того, чтобы вкладываться в пазы статора или ротора динамоэлектрической машины. Исходная катушка имеет две стороны лобовой части обмотки, которые предусмотрены для того, чтобы образовывать, соответственно, лобовую часть обмотки формованной катушки, причем продольные стороны изогнуты под углом 90° таким образом, чтобы вкладывать продольные стороны в пазы, и стороны лобовых частей обмотки отгибать от продольных сторон.

Выложенная заявка DE 199 14 942 А1 описывает способ изготовления статорной обмотки для электрической машины и такую статорную обмотку. Машина имеет явно выраженные полюса. Проводники катушки выступают своими концами в осевом направлении за листовой пакет статора и закреплены в клеммах узлов. На узлах находятся проводящие дорожки, которые образуют витки с проводниками или проходят от клемм к внешним местам подключения.

Патент ЕР 1 742 330 B1 описывает лобовую часть обмотки статора для статорной части турбогенератора. Лобовая часть обмотки статора выполнена в форме диска с центральным выпуском для проведения ротора, причем диск имеет изолирующее основное тело, в которое встроено электрическое соединение для контакта с проводником статора. Контакт выполнен в виде штекерного соединения и/или сквозного соединения.

Выложенная заявка DE 10 2014 207 621 A1 раскрывает статор электрической вращающейся машины, который содержит сердечник статора с несколькими пазами, сегментированную обмотку с несколькими фазами, а также несколько базовых пластин, которые ламинированы на каждом конце сердечника статора в осевом направлении. Сердечник статора и несколько обмоточных стержней сегментированной обмотки образуют узел статорного сердечника. Несколько базовых пластин и несколько обмоточных торцевых соединителей сегментированной обмотки образуют несколько узлов базовой пластины. Статор сконфигурирован посредством узла статорного сердечника и нескольких узлов базовых пластин, которые ламинированы на каждом конце узла статорного сердечника.

Патент US 5 623 178 А описывает многофазный двигатель, который содержит прессованные части катушки, которые введены отдельно в паз. Прессованные части катушки соединены посредством соединительного элемента с прессованными частями катушки другого паза той же фазы. Соединительный элемент содержит проводящие элементы, которые ламинированы в направлении, перпендикулярном к вращающемуся валу ротора в двигателе, через изолирующие слои. Прессованные части катушки через эти проводящие элементы по отдельности соединены друг с другом, в результате чего выступ конца катушки от каждого паза уменьшается, что обеспечивает возможность миниатюризации и снижения веса двигателя. Кроме того, точность размеров соединительных элементов может быть улучшена за счет простого способа конструирования и изготовления, в результате чего характеристики электродвигателя могут быть значительно улучшены.

Опубликованная заявка US 2004/0100157 A1 описывает электрический двигатель с ротором и статором, причем статор содержит множество статорных пазов, которые обращены к ротору. Во множестве статорных пазов удерживаются статорные катушки. Статорные катушки включают в себя множество стержней, которые расположены внутри статорных пазов, причем каждый из стержней имеет по меньшей мере один конец, который выступает из одного из нескольких статорных пазов. По меньшей мере один торцевой колпачок расположен на статоре, причем по меньшей мере один торцевой колпачок имеет множество штекерных перемычек. Каждая штекерная перемычка имеет два соединительных канала, причем каждый соединительный канал оканчивается в отверстии. Торцевой колпачок расположен на статоре так, что концы множества стержней, которые выступают из статорных пазов, позиционируются соединительными каналами множества штекерных перемычек.

В основе изобретения лежит задача обеспечить статор для электрической вращающейся машины, который при небольшой осевой длине, по сравнению с предшествующим уровнем техники, имеет улучшенные электрические и термические свойства.

Задача согласно изобретению решается с помощью статора для электрической вращающейся машины, который содержит статорный листовой пакет со стержнями катушки и по меньшей мере одну статорную пластину лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом, причем стержни катушки имеют, соответственно, несколько частичных проводников, причем в изолирующий основной корпус интегрированы проводящие дорожки, причем по меньшей мере одна статорная платина лобовой части обмотки лежит на торцевой стороне статорного листового пакета, причем проводящие дорожки наглухо соединены с частичными проводниками стержней катушки, и причем каждый частичный проводник соединен по меньшей мере с одной отдельной проводящей дорожкой.

Кроме того, задача в соответствии с изобретением решается с помощью электрической вращающейся машины, которая содержит по меньшей мере такой статор.

Кроме того, задача в соответствии с изобретением решается с помощью привода гондолы с по меньшей мере одной такой электрической вращающейся машиной.

Кроме того, задача в соответствии с изобретением решается с помощью судна с по меньшей мере одним таким приводом гондолы.

Кроме того, задача в соответствии с изобретением решается с помощью способа изготовления статора для электрической вращающейся машины, причем статор содержит статорный листовой пакет со стержнями катушки и статорную пластину лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом, причем стержни катушки имеют множество частичных проводников, причем в изолирующий основной корпус интегрируют проводящие дорожки, причем по меньшей мере одну статорную пластину лобовой части обмотки размещают на торцевой стороне статорного листового пакета, причем проводящие дорожки наглухо соединяют с частичными проводниками стержней катушки, и причем каждый частичный проводник соединяют с соответствующей по меньшей мере одной отдельной проводящей дорожкой.

Преимущества и предпочтительные варианты осуществления, приведены ниже по отношению к статору, могут быть перенесены по аналогии на электрическую вращающуюся машину, привод гондолы, судно и способ изготовления.

Изобретение основано на идее сокращения осевой длины статора электрической вращающейся машины с мощностью по меньшей мере один мегаватт за счет переоборудования лобовых частей обмотки, которые обычно требуют значительного осевого конструктивного пространства. В то время как витки в области статорного листового пакета, которые расположены, в частности, в пазах, по-прежнему выполнены в их обычной форме как стержни катушки, лобовые части обмотки выполнены как статорная пластина лобовой части обмотки, в которой проходят проводящие дорожки, которые соединяют соответствующие стержни катушки вместе. Проводящие дорожки статорной пластины лобовой части обмотки окружены изолирующим основным корпусом, который заменяет изоляцию проводников в области лобовых частей обмотки. Пластина лобовой части обмотки лежит, в частности, непосредственно и всей поверхностью, на статорном листовом пакете, так что по меньшей мере часть теплоотвода проводящих дорожек происходит через статорный листовой пакет, особенно когда изолирующий основной корпус имеет высокую теплопроводность. За счет применения подобной статорной пластины лобовой части обмотки осевая длина статора значительно уменьшается, и возникают меньшие омические потери в лобовых частях обмотки. Стержни катушки при этом наглухо соединены с проводящими дорожками. Например, проводящие дорожки приварены или припаяны к стержням катушки. Такое соединение наглухо (сплошное, неразъемное) является очень компактным и не требует дополнительных соединительных элементов. Поэтому статор в целом имеет очень малую осевую длину.

Стержни катушки имеют, соответственно, множество частичных проводников, причем каждый из частичных проводников соединен, соответственно, с по меньшей мере одной отдельной проводящей дорожкой. Таким образом, каждый частичный проводник соотнесен с по меньшей мере одной собственной проводящей дорожкой, так что частичные проводники проводятся по отдельности через изолирующий основной корпус пластины лобовой части обмотки. На основе возникающего поверхностного (скин-) эффекта, электрическое сопротивление уменьшается, и должно отводиться меньше тепловых потерь. Кроме того, поверхность отдельных частичных проводников, которая непосредственно контактирует с изолирующим основным корпусом, по сравнению с целым проводником, больше, так что теплоотвод в области пластины лобовой части обмотки дополнительно оптимизируется. Из-за меньшего диаметра проводящей дорожки отдельных частичных проводников обеспечивается более высокая гибкость при проведении проводящих дорожек в пластине лобовой части обмотки.

Предпочтительным образом, соединение наглухо выполняется как сварное соединение. Стержни катушки с проводящими дорожками свариваются по плоскости, в частности, путем лазерной сварки. Сварное соединение экономит пространство, и могут передаваться большие силы и моменты.

В предпочтительной форме выполнения статорная пластина лобовой части обмотки выполнена многослойной. Многослойная статорная пластина лобовой части обмотки имеет множество слоев по меньшей мере одного изолирующего материала, причем проводящие дорожки проходят по меньшей мере в одном слое. За счет многослойной статорной пластины лобовой части обмотки можно оптимизировать электрические, механические и тепловые свойства статорной пластины лобовой части обмотки, учитывая короткую осевую длину и эффективный теплоотвод.

Особенно предпочтительным образом, многослойная статорная пластина лобовой части обмотки включает в себя по меньшей мере два расположенных друг над другом слоя, которые содержат, соответственно, по меньшей мере одну проводящую дорожку. Профиль расположенных друг над другом слоев проводящих дорожек может быть реализован гибко и компактно.

В другой предпочтительной форме выполнения, толщина проводящих дорожек составляет по меньшей мере несколько миллиметров, в частности, по меньшей мере 3 миллиметра и максимально несколько сантиметров, в частности, максимально 3 сантиметра. При такой толщине проводящих дорожек достигается высокая нагрузочная способность по току, и омические потери очень малы.

В другом предпочтительном варианте осуществления статорная пластина лобовой части обмотки с помощью соединительных элементов, в частности болтов, соединена со статорным листовым пакетом. Такое соединение является испытанным и надежным.

Предпочтительным образом, соединительные элементы проходят в осевом направлении через статорный листовой пакет. Дополнительно, соединительные элементы удерживают, например, статорный листовой пакет вместе, так что никакие дополнительные болты не требуются, за счет чего обеспечивается экономия конструктивного пространства и затрат на дополнительные соединительные элементы.

В предпочтительной форме выполнения, статорная пластина лобовой части обмотки выполнена как прижимная пластина. Листовые пакеты статорного листового пакета удерживаются вместе посредством прижимной пластины, расположенной на обоих осевых концах статорного листового пакета. В частности, по меньшей мере одна прижимная пластина статорного листового пакета заменяется статорной пластиной лобовой части обмотки, так что экономится общее осевое конструктивное пространство.

Предпочтительным образом, проводящие дорожки соединены со статорным листовым пакетом посредством теплопроводного соединения. В частности, теплопроводное соединение выполняется плоскостным над изолирующими основным корпусом. По меньшей мере часть теплоотвода от проводящих дорожек, таким образом, осуществляется через статорный листовой пакет.

Предпочтительным образом, изолирующий основной корпус содержит керамический материал. В частности, изолирующий основной корпус состоит, по меньшей мере частично, по меньшей мере из одного керамического материала или пластикового материала, который содержит компоненты по меньшей мере одного керамического материала. Керамические материалы, такие как оксид алюминия, оксид бериллия или карбид кремния, имеют очень хорошие изоляционные свойства, высокую прочность и хорошую теплопроводность, например, по меньшей мере 5 Втм-1К-1. В частности, высокая теплопроводность керамического материала позволяет осуществлять по меньшей мере частично теплоотвод от проводящих дорожек через статорный листовой пакет, в результате чего требуется, в частности, меньше средств для охлаждения в статорной пластине лобовой части обмотки, и уменьшается требуемое конструктивное пространство статорной пластины лобовой части обмотки, в частности, в осевом направлении. Кроме того, очень хорошие изолирующие свойства керамического материала позволяют осуществить более компактную компоновку проводящих дорожек, что приводит к дополнительному уменьшению требуемого конструктивного пространства статорной пластины лобовой части обмотки.

Целесообразно, изолирующий основной корпус содержит оксид алюминия. В частности, изолирующий основной корпус содержит по меньшей мере 96%-ый оксид алюминия или пластиковый материал, который содержит доли оксида алюминия. Оксид алюминия, в дополнение к своей высокой теплопроводности и очень хорошим изолирующим свойствам, является сравнительно недорогостоящим.

В другом предпочтительном варианте осуществления, статорная пластина лобовой части обмотки по меньшей мере частично изготавливается аддитивным способом изготовления. Аддитивные способы изготовления представляют собой, например, 3D-печать и трафаретную печать. Например, изолирующий основной корпус изготавливается способом SD-печати или способом трафаретной печати, а затем проводящие дорожки отливаются, например, способом литья под давлением. Альтернативно, токопроводящие дорожки изготавливаются способом 3D-печати или способом трафаретной печати. Затем прикрепляется изолирующий основной корпус, например, способом спекания. Аддитивный способ изготовления обеспечивает реализацию сложных и компактных структур, что приводит к уменьшению статорной пластины лобовой части обмотки.

В предпочтительной форме выполнения, электрическая вращающаяся машина содержит по меньшей мере подобный статор. В частности, при применении двух или более статоров на валу электрической вращающейся машины, осевая длина электрической вращающейся машины укорачивается за счет применения статорных пластин лобовых частей обмотки.

В другом предпочтительном варианте осуществления статорная пластина лобовой части обмотки имеет по меньшей мере один вкладыш, через который статорная пластина лобовой части обмотки прилегает к статорному листовому пакету. Например, по меньшей мере один вкладыш выполнен из пластика или металла и согласован по своей форме с формой торцевых сторон статорного листового пакета. В качестве альтернативы, применяется несколько вкладышей, в частности, одинаковой высоты, которые расположены, например, в окружном направлении на торцевых сторонах статорного листового пакета. За счет вкладышей улучшается контакт между статорной пластиной лобовой части обмотки и статорным листовым пакетом.

Далее изобретение будет подробно описано и пояснено со ссылкой на примеры выполнения, показанные на чертежах, на которых показано следующее:

Фиг. 1 - продольное сечение электрической вращающейся машины,

Фиг. 2 - трехмерный фрагмент первой формы выполнения статора в области пластины лобовой части обмотки,

Фиг. 3 - продольное сечение второй формы выполнения статора в области статорной пластины лобовой части обмотки,

Фиг. 4 - поперечное сечение второй формы выполнения статора в области статорной пластины лобовой части обмотки,

Фиг. 5 - поперечное сечение третьей формы выполнения статора в области статорной пластины лобовой части обмотки,

Фиг. 6 - трехмерный фрагмент статорной пластины лобовой части обмотки и

Фиг. 7 - судно с приводом гондолы.

Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах имеют одинаковое значение.

Фиг. 1 показывает продольное сечение электрической вращающейся машины 2, которая содержит ротор 4, который выполнен с возможностью вращения вокруг оси 6 вращения, и статор 8, окружающий ротор 4. Между ротором 4 и статором 8 имеется зазор 10, который предпочтительно выполнен в виде воздушного зазора. Ось 6 вращения определяет осевое направление А, радиальное направление R и окружное направление U. Электрическая вращающаяся машина 2 в качестве примера выполнена как синхронная машина 12 и имеет на роторе 4 постоянные магниты 14. Статор 8 содержит статорный листовой пакет 16 с обмотками 18. Обмотки 18 содержат стержни 20 катушки, которые проходят в осевом направлении А через соответствующий паз 22 статорного листового пакета 16. На обеих торцевых сторонах 23 статорного листового пакета 16 лежит, соответственно, по меньшей мере одна статорная пластина 24 лобовой части обмотки. Подключения обмоток 18 к клеммной коробке не показаны для наглядности чертежа.

Статорные пластины 24 лобовых частей обмотки имеют проводящие дорожки 26, которые соединяют друг с другом стержни 20 катушки, проходящие в соответствующих пазах 22. Проводящие дорожки 26 статорных пластин 24 лобовых частей обмотки окружает изолирующий основной корпус 28, который устанавливает теплопроводное соединение проводящих дорожек 26 со статорным листовым пакетом 16. Кроме того, токопроводящие дорожки 26 герметизированы посредством изолирующего основного корпуса 28. Изолирующий основной корпус 28 содержит керамический материал, такой как оксид алюминия или нитрид алюминия, с высокой теплопроводностью, в частности, с теплопроводностью выше, чем 5 Вт/мК. В качестве альтернативы, изолирующий основной корпус 28 содержит пластиковый материал, имеющий компоненты по меньшей мере одного керамического материала. В частности, при использовании пластикового материала, дополнительно требуется обеспечивать теплоотвод от проводящих дорожек 26, например, через охлаждающие каналы.

Статорная пластина лобовой части обмотки, которая имеет толщину в диапазоне сантиметров, в частности, в диапазоне от 3 сантиметров до 10 сантиметров, полностью или по меньшей мере частично изготавливается аддитивным способом изготовления. Например, изолирующий основной корпус 28 изготавливается способом 3D-печати или способом трафаретной печати, и затем проводящие дорожки 26 формируются, например, способом литья под давлением. В качестве альтернативы, проводящие дорожки 26 изготавливаются способом 3D-печати или способом трафаретной печати. Затем прикрепляется изолирующий основной корпус 28, например, способом спекания. Другая возможность для изготовления статорной пластины 24 лобовой части обмотки состоит в том, что как проводящие дорожки 26, так и изолирующий основной корпус 28, предпочтительно изготавливаются одновременно способом 3D-печати или способом трафаретной печати.

Фиг. 2 показывает трехмерный фрагмент первой формы выполнения статора 8 в области статорной пластины 24 лобовой части обмотки. Статорная пластина 24 лобовой части обмотки, как показано на фиг. 1, лежит на статорном листовом пакете 16, причем статорный листовой пакет 16 имеет пазы 22, и форма статорной пластины 24 лобовой части обмотки в области пазов 22, по существу, приспособлена к форме статорного листового пакета 16. Статорная пластина 24 лобовой части обмотки с помощью соединительных элементов 30, которые выполнены как стяжные болты 32, соединена со статорным листовым пакетом 16. Статорная пластина 24 лобовой части обмотки дополнительно берет на себя функцию прижимной пластины 34, так что для удерживания вместе статорного листового пакета 16 не требуется никакая дополнительная прижимная пластина 34.

Через паз 22 проходит стержень 20 катушки с основной изоляцией 38, причем паз 22 закрыт пазовым клином 39. Стержень 20 катушки содержит множество частичных проводников 40, каждый из которых обернут изоляцией 42 частичного проводника. Длина стороны поперечного сечения частичного проводника 40 находится в диапазоне по меньшей мере нескольких миллиметров, в частности, по меньшей мере 3 мм и максимально несколько сантиметров, в частности, максимально 3 сантиметра. Частичные проводники 40, соответственно, соединены с проводящей дорожкой 26, которая проходит через изолирующий основной корпус 28, посредством соединения 44 наглухо. В частности, соединение 44 наглухо выполнено как сварное соединение 46. Для наглядности изображено только одно соединение между частичным проводником 40 и проводящей дорожкой 26. Толщина D проводящей дорожки 26 составляет по меньшей мере несколько миллиметров, в частности, по меньшей мере 3 миллиметра, и максимально несколько сантиметров, в частности, максимально 3 сантиметра. В остальном выполнение статора 8 соответствует показанному на фиг. 1.

Фиг. 3 изображает продольное сечение второго варианта выполнения статора 8 в области статорной пластины 24 лобовой части обмотки, причем статорная пластина 24 лобовой части обмотки имеет пять слоев 48, 50, 52, 54, 56. Проводящие дорожки 26 проходят во втором слое 50 и в четвертом слое 54. Третий слой 52 изолирует проводящие дорожки 26 друг от друга. Проходящие в стержне 20 катушки частичные проводники 40 соединяются в различных слоях 48, 50, 52, 54, 56 с соответствующей проводящей дорожкой 26. Только в области соединения 44 наглухо изоляция 42 частичного проводника вырезается, чтобы продлить путь утечки между открытым концом частичного проводника 40 и статорным листовым пакетом 16. Дополнительно полость в пазу 22 заполнена изолирующим материалом, чтобы предотвратить пробой. В остальном выполнение статора 8 соответствует показанному на фиг. 2.

Так как проводящие дорожки 26 статорной пластины 24 лобовой части обмотки проходят очень близко к статорному листовому пакету 16, магнитные поля рассеяния могут приводить к вихревым токам и связанному с ними нагреву в аксиально внешних листах статорного листового пакета 16. Для того чтобы предотвратить распространение вихревых токов в статорном листовом пакете 16, предпочтительным образом между статорной пластиной 24 лобовой части обмотки и статорным листовым пакетом 16 вводится не показанный на фиг. 3 лист, который предпочтительно выполнен как медный лист. В качестве альтернативы, медный лист выполнен как дополнительный слой статорной пластины 24 лобовой части обмотки.

Фиг. 4 показывает поперечное сечение второй формы выполнения статора 8 в области статорной пластины 24 лобовой части обмотки. Как показано на фиг. 3, проводящие дорожки 26 проходят во втором слое 50 и в четвертом слое 54. Изолирующий третий слой 52 обеспечивает возможность того, что проводящие дорожки 26 полностью или частично проходят друг над другом, чтобы, особенно при сложных компоновках, экономить конструктивное пространство. В остальном выполнение статора 8 соответствует показанному на фиг. 3.

Фиг. 5 показывает поперечное сечение третьей формы выполнения статора 8 в области статорной пластины 24 лобовой части обмотки. Статорная пластина 24 лобовой части обмотки содержит четыре слоя 48, 50, 52, 54, причем проводящие дорожки 26 проходят во втором слое 50 и в третьем слое 52. В частности, при более простых компоновках, экономится осевое конструктивное пространство. Охлаждающие каналы 58 проходят через статорную пластину 24 лобовой части обмотки, чтобы проводящие дорожки 26 охлаждать дополнительно к теплоотводу через статорный листовой пакет 16. В остальном выполнение статора 8 соответствует показанному на фиг. 3.

Фиг. 6 показывает трехмерный фрагмент статорной пластины 24 лобовой части обмотки, которая выполнена пятислойной, как показано на фиг. 3 и 4. Во внутренних слоях 50, 52, 54 проходят проводящие дорожки 26, которые соединяют стержни 20 катушки соответствующих пазов 22 друг с другом. Ради наглядности, опущено представление стержней катушки, и только в качестве примера представлены четыре проводника 26. Для того чтобы свести к минимуму омические потери, вызванные длиной проводящих дорожек 26, и, таким образом, повысить кпд, для соединения 22 соответствующих пазов выбраны минимально требуемые соединительные участки. В частности, проводящие дорожки 26 проходят, соответственно, в слое 50, 52, 54. Проводящие дорожки 26 также могут проходить в нескольких слоях 50, 52, 54.

Так как электрическая вращающаяся машина 2 имеет большой диаметр, например, по меньшей мере равный одному метру, то при определенных обстоятельствах необходимо разделить статорную пластину 24 лобовой части обмотки, в целом имеющую поперечное сечение кольцевой формы, по меньшей мере на две под-пластины в форме кольцевого сектора, которые затем состыковываются вместе. В остальном выполнение статорной пластины 24 лобовой части обмотки соответствует показанному на фиг. 3.

Фиг. 7 показывает судно 60 с приводом 62 гондолы. Привод 62 гондолы находится под поверхностью 64 воды и имеет электрическую вращающуюся машину 2 и винт 66, причем винт 66 соединен через вал 68 с электрической вращающейся машиной 2. Вал 68 имеет на приводной стороне AS и на неприводной стороне BS соответствующий подшипник 70. За счет применения не показанной ради наглядности на фиг. 7 статорной пластины 24 лобовой части обмотки и связанной с этим оптимальной осевой длины статора 8 электрической вращающейся машины 2, обеспечивается возможность реализации короткого расстояния между двумя подшипниками 70. Более близкое расстояние оказывает положительное влияние на динамику ротора.

1. Статор (8) для вращающейся электрической машины (2), который содержит статорный листовой пакет (16) со стержнями (20) катушки и по меньшей мере одну статорную пластину (24) лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом (28),

причем стержни (20) катушки имеют, соответственно, множество частичных проводников (40),

причем в изолирующий основной корпус (28) интегрированы проводящие дорожки (26),

причем по меньшей мере одна статорная пластина (24) лобовой части обмотки лежит на торцевой стороне (23) статорного листового пакета (16),

причем проводящие дорожки (26) наглухо соединены с частичными проводниками (40) стержней (20) катушки, и

причем каждый частичный проводник (40) соединен, соответственно, по меньшей мере с одной проводящей дорожкой (26).

2. Статор (8) по п.1,

причем соединение (44) наглухо выполнено как сварное соединение.

3. Статор (8) по одному из пп. 1 или 2,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки выполнена многослойной.

4. Статор (8) по п. 3,

причем многослойная статорная пластина (24) лобовой части обмотки включает в себя по меньшей мере два расположенных друг над другим слоя (48, 50, 52, 54, 56), которые содержат, соответственно, по меньшей мере одну проводящую дорожку (26).

5. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем толщина (D) проводящих дорожек (26) составляет по меньшей мере несколько миллиметров, в частности, по меньшей мере 3 миллиметра и максимально несколько сантиметров, в частности, максимально 3 сантиметра.

6. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки с помощью соединительных элементов (30), в частности стяжных болтов (32), соединена со статорным листовым пакетом (16).

7. Статор (8) по п. 6,

причем соединительные элементы (30) проходят в осевом направлении (А) через статорный листовой пакет (16).

8. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки выполнена как прижимная пластина (34).

9. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем проводящие дорожки (26) соединены со статорным листовым пакетом (16) посредством теплопроводного соединения.

10. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем изолирующий основной корпус (28) содержит керамический материал.

11. Статор (8) по п. 10,

причем изолирующий основной корпус (28) содержит оксид алюминия.

12. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки по меньшей мере частично изготовлена аддитивным способом изготовления.

13. Статор (8) по одному из предыдущих пунктов,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки имеет по меньшей мере один вкладыш, через который статорная пластина (24) лобовой части обмотки прилегает к статорному листовому пакету (16).

14. Электрическая вращающаяся машина (2) с по меньшей мере одним статором (8) по одному из пп. 1-13.

15. Привод (62) гондолы с по меньшей мере одной электрической вращающейся машиной (2) по п 14.

16. Судно (60) с по меньшей мере одним приводом (62) гондолы по п. 15.

17. Способ изготовления статора (8) для вращающейся электрической машины (2),

который содержит статорный листовой пакет (16) со стержнями (20) катушки и статорной пластиной (24) лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом (28),

причем стержни (20) пластины имеют множество частичных проводников (40),

причем в изолирующий основной корпус (28) встраивают проводящие дорожки (26),

причем по меньшей мере одну статорную пластину (24) лобовой части обмотки размещают на одной торцевой стороне (23) статорного листового пакета (16),

причем проводящие дорожки (26) наглухо соединяют с частичными проводниками (40) стержней (20) катушки и

причем каждый частичный проводник (40) соединяют с соответствующей по меньшей мере одной отдельной проводящей дорожкой (26).

18. Способ по п. 17,

причем статорную пластину (24) лобовой части обмотки с помощью соединительных элементов (30), в частности стяжных болтов (32), соединяют со статорным листовым пакетом (16).

19. Способ по любому из пп. 17 или 18,

причем соединительные элементы (30) монтируют проходящими в осевом направлении (А) через статор (8).

20. Способ по любому из пп. 17-19,

причем статорную пластину (24) лобовой части обмотки используют в качестве прижимной пластины (34).

21. Способ по любому из пп. 17-20,

причем статорную пластину (24) лобовой части обмотки монтируют таким образом, что проводящие дорожки (26) находятся в теплопроводном соединении со статорным листовым пакетом (16).

22. Способ по любому из пп. 17-21,

причем статорную пластину (24) лобовой части обмотки по меньшей мере частично изготавливают аддитивным способом изготовления.

23. Способ по любому из пп. 17-22,

причем статорная пластина (24) лобовой части обмотки имеет по меньшей мере один вкладыш, через который статорную пластину (24) лобовой части обмотки размещают на статорном листовом пакете (16).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении отклонений в лобовых частях обмотки статора.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении изготовления.

Изобретение относится к вращающейся электрической машине. Устройство включает кольцевой статор, внутренний ротор, внешний ротор и тороидальную катушку.

Изобретение относится к электронным устройствам, в частности к усилителям. Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение трансимпеданса, повышение коэффициента усиления по напряжению и повышение устойчивости усилителя без увеличения емкости корректирующего конденсатора.

Статор // 2581254
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к статорам ветроэлектрогенератора. Статор содержит основание, крепежные элементы, магнитопроводы и катушки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.

Изобретение относится к области электрических машин. Обмотка вращающейся электрической машины содержит проводник и корпусную изоляцию, окружающую проводник, защиту концевой обмотки от коронного разряда, расположенную на наружной поверхности корпусной изоляции, причем защита концевой обмотки от коронного разряда содержит первый слой, поверхностное сопротивление которого находится в диапазоне 10-80 Ом, и защита концевой обмотки от коронного разряда дополнительно содержит второй слой, расположенный на наружной поверхности первого слоя, причем второй слой выполнен из полупроводникового материала, и третий слой расположен на наружной поверхности второго слоя и выполнен из среднерезистивного материала.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин переменного тока и якорей коллекторных электрических машин.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.
Изобретение относится к электромашиностроению. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к динамоэлектрической машине. Технический результат – обеспечение сигнальной системы, надежно распознающей короткие замыкания обмотки.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам. Технический результат - снижение потерь в стали сердечника и в меди обмотки.

Изобретение относится к изготовлению электрических двигателей, и в частности к концевой заделке обмоток статора. Технический результат - обеспечение способа концевой заделки обмоток статора, приводящего к выравниванию тока и уменьшению асимметрии фаз, а также гармонических возмущений при высокой токовой нагрузке.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения. Технический результат - уменьшение потерь на вихревые токи и перемагничивание, механическая устойчивость на критических частотах.

Изобретение касается электрической машины. Обмотки машины разделены на ветви, и по меньшей мере одна ветвь имеет некоторое количество s последовательно включенных катушек.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин переменного тока и якорей коллекторных электрических машин.

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к узлу крепления лобовых частей обмотки статора турбогенератора большой мощности. Технический результат - исключение образования усталостных трещин, снижение уровня изгибных деформаций и концентраций напряжений в соединениях и в корпусной изоляции стержней обмотки статора и соединительных шин.

Изобретение относится к конструкции электрической машины, прежде всего генератора переменного тока. Технический результат заключается в обеспечении компактного исполнения электрической машины с эффективным охлаждением, а также в получении хорошей связи регулятора с подшипниковым щитом.

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции статора электрической машины большой мощности, в частности, турбогенератора с воздушным охлаждением.

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения электрических машин, в частности трехфазного асинхронного гидрогенератора, с ротором и статором, а также с обмоткой, включающей множество проходящих в осевом направлении, лежащих друг над другом в соответствующих пазах обмотки ярма стержней (17, 18) обмотки, причем стержни (17, 18) обмотки выступают из пазов обмотки на торцах машины и в лобовой части (13а, b) обмотки по заданной схеме многократно попарно электрически связаны друг с другом, причем верхний стержень (18) обмотки первого паза обмотки и соответственно второй стержень (17) второго паза обмотки таким образом согнуты друг на друга, что их концы (21, 22) в осевом направлении пересекаются друг над другом, а соединение (16) стержней (17, 18) обмотки электрически связанной пары стержней обмотки осуществляется с помощью цельного соединительного элемента (27).

Изобретение относится к машиностроению. Мотор-колесо с повышенным магнитным сцеплением содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде асинхронной электромашины, статор которой закреплен на неподвижной оси колеса, и подвижный короткозамкнутый ротор.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение электрических и термических свойств статора. Статор содержит статорный листовой пакет со стержнями катушки и по меньшей мере одну статорную пластину лобовой части обмотки с изолирующим основным корпусом. Для того чтобы уменьшить осевую длину статора, предложено, что в изолирующий основной корпус встроены проводящие дорожки, причем по меньшей мере одна статорная пластина лобовой части обмотки на торцевой стороне лежит на статорном листовом пакете. При этом проводящие дорожки наглухо соединены со стержнями катушки. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх