Электрическая машина

Электрическая машина в частности синхронные электродвигатели с номинальной мощностью 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 кВт, с частотой вращения 3000 об/мин, с унифицированными размерами активных частей относящихся к определенному отрезку стандартной шкалы мощностей, с соотношение диаметра расточки статора к числу пазов статора D₁/Z₁, с соотношением диаметра расточки статора к длина магнитопровода L/D₁ близким к 1-1,5, с воздушным зазором между статором и ротором , достигает высокого значения КПД за счет уменьшения добавочных потерь при снижении массо-габаритных показателей.

Заявляемая полезная модель относится к электромашиностроению и может быть использована в электродвигателях.

Известен шихтованный сердечник статора асинхронных машин по патенту РФ на изобретение 2275727, 2006. В данном патенте приведены зависимости величин наружного диаметра сердечника статора и числа его пазов от значений высот оси вращения и количества полюсов. Причем зависимости даны для объединенных стандартизованных высот осей вращения одной серии, удовлетворяющих требованиям ГОСТ для российских потребителей и стран СНГ. Данные зависимости не затрагивают унификацию основных размеров активных частей двигателей по стандартизованному ряду мощностей.

В качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения выбрана конструкция турбодвигателей синхронных серий СТД, СТДП и СТДМ имеющих унификацию основных размеров активных частей по стандартизованному ряду мощностей (Патент RU 98644 U1, 2010). Несмотря на выполненную унификацию размеров активных частей турбодвигателей по отрезкам, в данных двигателях невысокие значения КПД, так как не учтена концепция «пропорциональных машин», т.е. концепция о соотношение главных размеров ЭМ (отношение длины активной части магнитопровода к диаметру расточки статора), величина которого должна быть близкой к 1-1,5.

Техническая задача полезной модели заключается в повышении технико-экономических показателей электрической машины (обеспечить высокий КПД) при снижении массо-габаритных показателей, а также унифицировать технологию изготовления электродвигателей за счет унификации основных размеров активных частей при разбивке по отрезкам стандартной шкалы мощностей.

На фиг.1 приведена схема электрической машины. Электрическая машина содержит статор 1 с зубцовой зоной статора 2 и ротор 3.

В таблице 1 приведены параметры синхронных электродвигателей серии ЭДС мощностью 630-5000 кВт с частотой вращения ротора 3000 об/мин с учетом концепции о соотношение главных размеров ЭМ, содержащих: статор с диаметром расточки статора D₁ с числом пазов статора Z₁, длину магнитопровода элктродви-гателя L, соотношение диаметров расточки статора к длине магнитопровода L/D₁, соотношение внутреннего диаметра к числу пазов статора D₁/Z₁, величину воздушного зазора между статором и ротором .

Таблица 1
Отрезок шкалы мощностей	Мощность, кВт	D1, мм	L, мм	Диапазон L/D1	Z1	Диапазон D1/Z 1	, мм	КПД,%
I	630, 800	465	450-490	0,9-1,1		11,0-11,1	14	96,2-96,4
II	1000, 1250. 1600, 2000	502	490-800	0,9-1,6	42	11,9-12,0	16	96,8-97,3
III	2500, 3150, 4000	600	760-990	1,2-1,7	48	12,4-12,5	20	97,4-97,7
IV	5000	650	950	1,4-1,5	54	12,0-12,1	24	97,9

Из приведенных данных видно, что при соблюдении указанных параметров и соотношений в электродвигателях обеспечиваются высокие технико-экономические показатели (выходная мощность, КПД) при унификации основных размеров активных частей двигателя.

1. Электрическая машина, содержащая статор с диаметром расточки статора D₁ и числом пазов Z₁ и ротор, отличающаяся тем, что при мощности 630-800 кВт воздушный зазор между статором и ротором составляет 14 мм, диаметр расточки статора и число пазов статора связаны соотношением D₁/Z₁ =11,0-11,1, а диаметр расточки статора и длина магнитопровода связаны соотношением L/D₁=0,9-1,1.

2. Электрическая машина, содержащая статор с диаметром расточки статора D ₁ и числом пазов Z₁ и ротор, отличающаяся тем, что при мощности 1000-2000 кВт воздушный зазор между статором и ротором составляет 16 мм, диаметр расточки статора и число пазов статора связаны соотношением D₁/Z₁ =11,9-12,0, а диаметр расточки статора и длина магнитопровода связаны соотношением L/D₁=0,9-1,6.

3. Электрическая машина, содержащая статор с диаметром расточки статора D ₁ и числом пазов Z₁ и ротор, отличающаяся тем, что при мощности 2500-4000 кВт воздушный зазор между статором и ротором составляет 20 мм, диаметр расточки статора и число пазов статора связаны соотношением D₁/Z₁ =12,4-12,5, а диаметр расточки статора и длина магнитопровода связаны соотношением L/D₁=1,2-1,7.

4. Электрическая машина, содержащая статор с диаметром расточки статора D ₁ и числом пазов Z₁ и ротор, отличающаяся тем, что при мощности 5000 кВт воздушный зазор между статором и ротором составляет 24 мм, диаметр расточки статора и число пазов статора связаны соотношением D₁/Z₁=12,0-12,1, а диаметр расточки статора и длина магнитопровода связаны соотношением L/D₁=1,4-1,5.

РИСУНКИ