Способ изготовления сердечника электрической машины



Способ изготовления сердечника электрической машины
Способ изготовления сердечника электрической машины
Способ изготовления сердечника электрической машины

 


Владельцы патента RU 2496212:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении сердечников магнитопроводов высокочастотных (1-50 кГц) электрических машин из ленты из аморфных (нанокристаллических) металлов и сплавов. Технический результат состоит в упрощении изготовления и снижении трудоемкости изготовления, а также уровня шума и вибраций электрической машины. Способ изготовления сердечника заключается в изготовлении пакетов из отрезков аморфных лент, формировании фасонного контура пакетов намоткой на оправку с последующей термической и механической обработкой пакетов, включая вакуумную обработку связующим и отрезку определенной части от каждого пакета с последующей сборкой сердечника в цилиндрической оправке. При формировании пакетов используют треугольную оправку, ось которой ориентируют параллельно оси электрической машины. Отрезку части пакета осуществляют параллельно оси оправки. В качестве цилиндрической оправки используют корпус электрической машины, в который послойно укладывают пакеты, располагая слои пакетов в осевом направлении этого корпуса. Пакеты в каждом слое скрепляют по боковым поверхностям. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении сердечников магнитопроводов высокочастотных (1 н - 50 кГц) электрических машин из ленты, изготовленной из аморфных (нанокристаллических) металлов и сплавов.

Известен способ изготовления магнитопровода из аморфных металлических лент путем оборачивания вокруг каркаса (US Patent №5,093,981, H01F 41/02, 10.03.1992-Т.) (1).

Этот способ включает получение из лент пакетов, получение из пакетов блоков, оборачивание блоков вокруг каркаса, снятие с каркаса собранного магнитопровода, формирование магнитопровода с помощью хомутов и разжимных устройств. Недостатками такого способа являются образование радиальной неровности в зоне стыка пакетов из-за укладки первого и последнего пакетов каждого блока внахлест, кроме того, формирование магнитопровода происходит последовательно на каркасе с использованием хомутов, что приводит к неплотной укладке пакетов и снижает магнитные свойства магнитопровода, увеличивает уровень шума электрической машины с таким магнитопроводом.

Обычно сердечники электрических машин шихтуют (собирают) из пластин, изготовленных из изотропной электротехнической стали [например, Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. М., Л.: Издательство «Энергия», 1965 г.] (2). Эти пластины близки по форме к кругу или кольцу. Современные аморфные стали (нано кристаллические сплавы) с малыми удельными потерями при высоких частотах перемагничивания (порядка 10-50 кГц) имеют анизотропные магнитные свойства, т.е. магнитная проницаемость таких сталей вдоль прокатки и поперек существенно отличается. Шихтовать сердечники высокочастотных машин из круглых или кольцеобразных пластин неэффективно: значительная часть магнитного потока будет проходить по пути с плохими магнитными свойствами. Для высокочастотных машин требуется использование способа изготовления высокочастотных машин, адаптированного для изготовления сердечника с пазами и зубцами.

Также известен способ изготовления ленточного магнитопровода, включающий изготовление пакетов из отрезков аморфных лент, укладку пакетов с продольным смещением относительно друг друга в блок, формирование замкнутого контура магнитопровода из блоков со стыками концов, термическую обработку магнитопровода, причем формирование замкнутого контура блока пакетов осуществляют вдавливанием блока оправкой внутрь рабочей полости установки для сборки магнитопровода, блок пакетов плотно прижимают к оправке по всей' поверхности оправки, а концы блока фиксируют по наружной поверхности в зоне стыка внешнего пакета блока, при этом укладку каждого последующего блока осуществляют повторением операций на сформированном блоке до получения магнитопровода заданного сечения, см. патент РФ №2408944, H01F 41/02, 03.12.2009 г.(3)

Недостатком этого аналога является необходимость в дополнительных операциях, без которых весьма затруднительно изготовить сердечник вращающейся электрической машины, где обмотка укладывается в пазы сердечника.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения, выбранным в качестве прототипа предложенного изобретения, является способ изготовления сердечника электрической машины с зубцами и пазами, заключающийся в изготовление пакетов из отрезков аморфных лент, формирование фасонного контура C-образных пакетов намоткой на оправку с последующей термической и механической обработкой пакетов, включая вакуумную обработку связующим и отрезку определенной части от каждого пакета с последующей сборкой сердечника в цилиндрической оправке, см. второй вариант в описании к US 6960860 B1, H02K 1/12, 01.11.2005 г.(4)

Недостатком этого аналога является необходимость в сложном оборудовании (применение специального дорна для получения C-образного контура пакетов, а также специальных цилиндрических оправок при формировании сердечника), что значительно усложняет изготовление сердечника вращающейся электрической машины, в которой обмотка укладывается в пазы сердечника.

Технической задачей, решаемой предложенным изобретением, является упрощение изготовления и снижение затрат при изготовлении сердечника для высокочастотной электрической машины.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что способ изготовления сердечника электрической машины с зубцами и пазами, заключающийся в изготовление пакетов из отрезков аморфных лент, формирование фасонного контура пакетов намоткой на оправку с последующей термической и механической обработкой пакетов, включая вакуумную обработку связующим и отрезку определенной части от каждого пакета с последующей сборкой сердечника в цилиндрической оправке, согласно предложенному изобретению, при формировании' пакетов используют треугольную оправку, ось которой ориентируют параллельно оси электрической машины, при этом отрезку части пакета осуществляют параллельно оси оправки, а в качестве цилиндрической оправки используют корпус электрической машины, в который послойно укладывают пакеты, располагая слои пакетов в осевом направлении этого корпуса, при этом пакеты в каждом слое скрепляют по боковым поверхностям.

В предпочтительном варианте осуществления способа, сборку сердечника осуществляют из условия углового сдвига с регулярным шагом зубцов и пазов в смежных слоях пакетов; в качестве связующего используют лак или компаунд.

Техническим, результатом настоящего от использования предложенного изобретения является снижение трудоемкости изготовления магнитопровода, а также снижение уровня шума и вибраций электрических машин с магнитопроводами, собранными предложенным способом.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежами, где:

На фиг.1 показан пакет из отрезка аморфной ленты; на фиг.2 - U-образный пакет сердечника; на фиг.3 - пакет сердечника электрической машины.

Фигуры 1-3 иллюстрируют технологию изготовления внешнего сердечника (например, статора). Аналогичным образом может быть изготовлен внутренний сердечник (например, ротора).

Изготовление сердечника электрической машины осуществляется следующим образом. Из отрезка аморфной ленты на треугольную оправку наматывают пакет необходимой толщины 1 (фиг.1). Ось намотки пакетов ориентируют параллельно оси электрической машины. После намотки пакет сердечника спрессовывают для придания ему необходимой формы. Затем осуществляют термическую обработку пакета для закрепления его формы, при этом концы ленты фиксируют на наружной поверхности пакета. Режим термообработки выбирается в зависимости от химического состава аморфной ленты и требуемой ее конечной структуры. После термообработки осуществляют вакуумную пропитку пакета связующим, например, лаком или компаундом для предотвращения «распушения» концов U-образного пакета в процессе его резки.

Для получения U-образного пакета сердечника 2 (фиг.2) часть пакета отрезают. Для предотвращения электрического замыкания аморфных лент между собой зоны среза 3 протравливают. Затем производится сборка пакета сердечника электрической машины 4 (фиг.3) из U-образных пакетов сердечников в оправку корпус электрической машины, являющийся по существу оправкой цилиндрической формы. Сборка пакета сердечника электрической машины из U-образных сердечников 2 осуществляется путем их склеивания по боковым поверхностям 5.

Сборка сердечника электрической машины в осевом направлении производится из слоев пакетов, согласно фигуре 3, где зубцы и пазы каждого следующего пакета из смежного слоя совпадают с предыдущим.

Одним из вариантов является сборка сердечника в осевом направлении из одного пакета.

Другим вариантом является сборка сердечника в осевом направлении из пакетов, согласно фигуре 3, где зубцы и пазы каждого следующего пакета сдвинуты относительно предыдущего на некоторый угол (регулярный шаг), позволяющий обеспечить скос пазов сердечника для улучшения виброакустических показателей электрической машины.

Предложенный способ позволяет обеспечить (с минимальными трудозатратами) изготовление магнитопроводов из анизотропной аморфной ленты для сердечников электрических машин, рассчитанных на частоты 1-50 кГц и более.

1. Способ изготовления сердечника электрической машины, заключающийся в изготовлении пакетов из отрезков аморфных лент, формирование фасонного контура пакетов намоткой на оправку с последующей термической и механической обработкой пакетов, включая вакуумную обработку связующим и отрезку определенной части от каждого пакета с последующей сборкой сердечника в цилиндрической оправке, отличающийся тем, что при формировании пакетов используют треугольную оправку, ось которой ориентируют параллельно оси электрической машины, при этом отрезку части пакета осуществляют параллельно оси оправки, а в качестве цилиндрической оправки используют корпус электрической машины, в который послойно укладывают пакеты, располагая слои пакетов в осевом направлении этого корпуса, при этом пакеты в каждом слое скрепляют по боковым поверхностям.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сборку сердечника осуществляют из условия сдвига с регулярным шагом зубцов и пазов в смежных слоях пакетов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего используют лак или компаунд.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при пропитке изоляции обмоток электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для экспресс-контроля работоспособности электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления электрических машин, и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов пакетов статора и ротора для аксиальных электрических машин, например, пакетов статора и ротора аксиальных синхронных и асинхронных машин, пакетов якоря аксиальных электродвигателей и генераторов постоянного тока, магнитопроводов аксиальных трансформаторов и др.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и касается технологии изготовления магнитопроводов электромагнитов броневого типа, в частности магнитопроводов погружных насосов.

Изобретение относится к области электротехники, касается электрических машин, которые могут использоваться, например, в стиральных машинах барабанного типа, и касается, в частности, особенностей выполнения статора бесщеточного электродвигателя постоянного тока (BLDC) с внешним ротором.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к технологии изготовления электрических машин, и может использоваться, например, при изготовлении статоров и роторов электродвигателей, а также при изготовлении электромагнитных реле и электромагнитов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электротехнической промышленности при демонтаже и ремонте электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и электротехнической промышленности и может быть использовано при демонтаже электрических машин. .
Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии изготовления электрических машин, и может быть использовано при изготовлении медных или алюминиевых короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных электродвигателей.

Настоящее изобретение относится к конструкции статоров для использования в электродвигателях. Технический результат изобретения заключается в обеспечении упрощения обмотки (намотки статора), что ведет к повышению надежности статора и электродвигателя в целом, а также к снижению затрат. Статор для электродвигателя содержит удлиненное трубчатое тело, определяющее центральную полость, в которой может быть установлен ротор. Тело ротора определяет последовательность осевых пазов, проходящих параллельно оси тела, и последовательность электрических проводников, проходящих вдоль каналов для формирования электрических обмоток. Тело ротора сформировано, по меньшей мере, из двух частично округлых сегментов, по существу, одной длины. При этом сегменты вместе определяют центральную полость. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для диагностики и контроля работы электрических машин при проведении профилактических испытаний и ремонта. Технический результат: повышение достоверности диагностики и контроля замыканий листов активной стали сердечника электрических машин при проведении профилактических испытаний и ремонта. Способ диагностики и контроля замыкания листов активной стали сердечников электрических машин путем сканирования согласно изобретения производится путем лазерного сканирования в диапазоне длинных волн 300-1500 нм, контроль состояния листов электротехнической стали осуществляется с помощью анализатора колебаний интенсивности рассеянного в сердечнике лазерного излучения, диагностическим признаком является изменение амплитуды колебаний интенсивности излучения, рассеянного в диагностируемом участке сердечника, контроль повреждения состояния листов электротехнической стали осуществляется путем измерения амплитуды колебаний интенсивности излучения, рассеянного в сердечнике, а диагностика степени повреждения состояния листов электротехнической стали осуществляется путем сравнительного анализа результата полученной погрешности измерения амплитуды колебаний интенсивности излучения, рассеянного в исправном сердечнике, и амплитуды колебаний интенсивности излучения, рассеянного в испытуемом сердечнике. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в производстве статоров электрических машин. Согласно данному изобретению после разогрева обмотки перед пропиткой до заданной температуры подают в нее импульсы тока, амплитуда которых лежит в диапазоне (10-50)А, а длительность (0,5-10) с, при этом частота следования импульсов тока лежит в диапазоне (5-10) Гц. Одновременно с подачей упомянутых импульсов тока в обмотку подключают к магнитному сердечнику обмотки инфразвуковой излучатель. При этом изменяют частоту звуковых колебаний инфразвукового излучателя непрерывно и циклически в диапазоне частот от 0,5 кГц до 10 кГц и обратно. По завершении пропитки отключают от магнитного сердечника инфразвуковой генератор, отключают от обмотки источник импульсного тока, подключают к обмотке греющий постоянный или переменный ток, при помощи которого разогревают пропитанную обмотку до температуры полимеризации пропиточного состава, и сушат обмотку до полного отверждения в ней пропиточного состава. Технический результат, достигаемый при осуществлении данного способа, состоит в сокращении времени пропитки в 1,8 раза и в повышении коэффициента пропитки в 1,8 раза при одновременном снижении в три раза разброса коэффициентов пропитки от обмотки к обмотке. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении статора генератора. Техническим результатом является снижение трудоемкости при изготовлении статора за счет обеспечения возможности замены сквозных шпилек, расположенных ниже уровня фундамента пола, что не требует специального инструмента или подъем рамы, что делает такую замену легкой и экономически эффективной. Сквозная шпилька (4) для магнитного сердечника статора (1) генератора вставляется в отверстие (6), имеющееся в пластинах (3) сердечника статора для затяжки компонентов сердечника. Сквозная шпилька (4) содержит, по меньшей мере, два продольных элемента (9, 10), которые соединены между собой посредством, по меньшей мере, одного соединительного элемента (11). Кроме того, описан метод для сборки составной сквозной шпильки (4) для пластин (3) магнитного сердечника статора генератора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к статору электрической машины и способу изготовления статора. Технический результат заключается в повышении надёжности электрической машины. Статор для электрической машины содержит сердечник, имеющий множество полюсных выступов и множество обмоток, выполненных из электропроводящего материала на полюсных выступах. По меньшей мере часть обмоток выполнена из провода, имеющего пару свободных концов, которые могут быть электрически соединены с сетевым источником питания. Статор содержит два или более электрических контакта, содержащих гибкий участок, который может перемещаться в направлении к сердечнику и в направлении от сердечника, электрически соединяемых с соответствующими электрическими контактами источника питания. По меньшей мере один из электрических контактов сформирован двумя свободными концами соответствующих разных проводов и имеет скрученную форму, созданную путем скручивания концов вдоль первоначальной линии прохождения концов, причем в основании скрученной части сформирована петля для каждого электрического контакта. Петля формирует амортизирующий элемент для соответствующего скрученного участка. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для изготовления ротора-рабочего колеса аксиальных центробежных двигателей-насосов. Технический результат состоит в обеспечении высокой точности изготовления рабочего колеса-ротора аксиальных центробежных двигателей-насосов, высокой надежности соединения ротора и рабочего колеса. Способ изготовления рабочего колеса-ротора характеризуется тем, что магнитопровод рабочего колеса-ротора выполняют шихтованным из электротехнической стали с короткозамкнутой алюминиевой обмоткой. Шихтованный магнитопровод рабочего колеса-ротора изготавливают путем навивки ленты из электротехнической стали на кольцо, которое изготавливают из алюминиевого сплава, а вырубку пазов под короткозамкнутую обмотку в ленте выполняют с помощью пуансона и матрицы в процессе навивки ленты. Затем магнитопровод с пазами под короткозамкнутую обмотку вкладывают в литейную форму и заполняют форму расплавленным алюминиевым сплавом. При этом кольцо расплавляется и сливается с заливаемым в литейную форму алюминиевым сплавом, а расплавленный алюминиевый сплав заполняет все неровности магнитопровода, обеспечивая прочное соединение ротора двигателя и рабочего колеса насоса. 3 ил.

Изобретение относится к короткозамкнутому ротору для асинхронной машины, который содержит пусковые стержни для улучшения пускового режима, а также к способу изготовления подобного короткозамкнутого ротора. Технический результат заключается в улучшении режима пуска и повышении КПД. Короткозамкнутый ротор содержит пакет листового железа ротора с пазами и размещенные в пазах рабочие стержни, которые в основании паза прилегают непосредственно к пакету листового железа ротора. Рабочие стержни имеют частичную оболочку, окружающую внешнюю поверхность рабочих стержней. Частичная оболочка сформирована вогнутой на стороне, повернутой к рабочему стержню, и выпуклой на стороне, отвернутой от рабочего стержня. Рабочие стержни входят в пазы так, что соответствующий рабочий стержень выводится в область пускового стержня. Материал рабочих стержней имеет более высокое удельное значение проводимости, чем материал частичной оболочки. Короткозамкнутый ротор имеет закорачивающие кольца из материала частичной оболочки, которые электрически соединяют рабочие стержни и частичные оболочки рабочих стержней на обеих торцевых сторонах короткозамкнутого ротора. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных генераторах. Технический результат - улучшение массогабаритных показателей. Полюсный пакет ротора синхронного генератора, содержащий множество сдвинутых относительно друг друга сегментов (101-106) полюсного пакета, каждый из которых имеет множество идентичных стальных листов полюсного пакета. Каждый стальной лист полюсного пакета имеет полюсный сердечник (110) с первой средней линией (118) и полюсный наконечник (120) со второй средней линией (128), при этом расстояние между первой и второй средней линией по меньшей мере в соседних сегментах (101-106) полюсного пакета различно. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении изготовления и повышении точности размера. Магнитопровод, в частности, для ротора или статора электродвигателя, имеет несколько слоев из металлического листа или металлической проволоки. Слои расположены спиралеобразно или винтообразно. Для повышения точности геометрии магнитопровода, в частности, его образующих, массовая сила отдельных слоев больше, чем сила упругости металлического листа или металлической проволоки, действующая между слоями в направлении оси магнитопровода. Это, в частности, достигается посредством намотки металлического листа или металлической проволоки. Между слоями в области поверхностей прилегания краевые заусенцы загнуты внутрь или заделаны и, по меньшей мере, участками расположены в этой области. 2 н. и 11 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к изготовлению цилиндрических деталей. Соединяют по меньшей мере два листа металлических пластин с выравниванием поверхностей листов металлических пластин. Вращают металлические пластины с использованием вращательного вала, который размещается перпендикулярно поверхностям листов металлических пластин. Прикладывают силу в месте соединения на периферии по меньшей мере двух листов металлических пластин. Прикладывают силу по меньшей мере к одной из металлических пластин, чтобы формировать цилиндр вдоль вращательного вала. Расщепляют один фрагмент второй металлической пластины, размещаемой в центре. Формируют второй металлический слой на поверхности первого металлического цилиндра вдоль вращательного вала посредством приложения силы ко второй металлической пластине, которая расщеплена. В результате упрощается изготовление цилиндрических деталей, которые имеют изменяющуюся толщину листа и неуравновешенную массу. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх