Способ и устройство для изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка

 

QllNCAHMK

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р

I (ii)739693

Союз .Соеетскии

Социал кстическ ма

Республик (6l ) Дополнительное к авт. c BHjl,-ву (22) Заявлено 15. 12.77 (2l ) 257970 1/24.-07 с присоединением заявки ¹ (5l ) M. Кл.

Н 02 К 15/02

Гевудерстеенньй квинтет

СССР ео делам нзееретеннй н етнрмтнй (53) УДК 621.313. .3.043(088.8) (23 ) П р кори тет

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень .% 21

Дата опубликования описания 05 06.80 (72) Авторы изобретения

В. P. Акопов, Е. К, Иноземцев и Ю. A. Самочернов

I (7I) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

РОТОРОВ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С КОРОТКОЗАМКНУТОЙ

ОБМОТКОЙ ТИПА "БЕЛИЧЬЯ КЛЕТКА

Изобретение относится к технологии изготовления электрических машин и может быть использовано в электрической промышленности при изготовлении роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа беличья клет«

5 ка".

-:Известен способ изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа беличья клетка", при коlO тором короткозамыкаюшие кольца и г проводники, уложенные в пазы пакета магнитопровода, соединяются пайкой, причем в качестве ппипоя используется серебряный припой 1 .

Однако использование в известном способе дорогостояших припоев повышает стоимость электрической машины. Кроме того, при пайке магнитопровод нагревается до высокой температуры, что ухудшает качество магнитопровода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является способ изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка, при котором набирают лакет магнитопровода с пазами, по торцам этого пакета устанавливают замыкающие кольца с отверстиями, соответствующими лазам пакета магнитопровода, в пазы пакета через отверстия замыкающих колец вводят проводники и соединяют концы проводников с замыкаюшими кольцами электроннолучевой сваркой 32) .

Устройство, реализующее способ из-, готовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка, содержит электроннолучевую пушку с источником питания, сварочный стол для установки ротора, генератор развертки электронного луча, питаюший отклоняюшую систему пушки, блок регулирования.мошности электронного

/ луча.

В известном способе скрепление короткозамыкающих колец с проводниками производится статическим электронным

3 7396 лучом, что не всегда позволяет добиться полного сплавления по всему периметру отверстия в замыкающем кольце, эа счет чего снижаются механические и электрические свойства соединения. Кроме того, в узлах, примыкающих к месту сплавпения, возникают попрезы и прожоги, обусловленные испарением материала в процессе сварки.

Цель изобретения - повышение качества изготовления роторов путем уменьшения нагрева пакета магнитопровода, исключения подрезов и прожогов свариваемых узлов короткозамкнутой обмотки.

Поставленная цель достигается тем. что в процессе сварки электронным лучом описывают вокруг стыка проводника и замыкающего кольца концентрически расположенные контуры, повторяющие форму. стыка;

Я

Кроме того, в устройстве, реализующем способ изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа беличья клетка, содержатся амплитудный модулятор, включенный на выходе генератора развертки электронного луча, и датчик вторичной эмиссии, соединенный с блоком регулирования мощности электронного луча.

На фиг. 1 изображена конструкция ротора электрической машины с короткозамкнутой обмоткой типы беличья клетка", (демпферная обмотка ротора синхронной машины); на фиг. 2 - вид по стрел- ке А на фиг. 1; на фиг. 3 показано получение соединения электроннолучевой сваркой замыкающего кольца с проводниками; на фиг. 4 изображена схема устройства для изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка".

Пакет магнитопровода 1 собирают из пермалпоевых, покрытых изоляцией пластин. По торцам сердечника укладывают медные замыкающие кольца 2, толщиной

0,5 мм, имеющие каждое, например, 40 круглых отверстий диаметром 3 мм. Магнитопровод и замыкающие кольца стягивают шпильками 3 так, чтобы отверстия в замыкающих кольцах совпадали с пазами магнитопровода. В пазы магнитопровода через отверстия замыкающих колец укладывают 40 медных проводников 4 круглого сечения диаметром 3 мм., Длину проводников выбирают такой, чтобы концы их выступали над поверхностью замыкающих колец на величину h,R 0,3-0,6 мм (см. фиг. 3). В таком виде изделие направляют на электроннолучевую сварочную установку и укрепляют под выходной диафрагмой электроннолучевой пушки так, чтобы электронный луч был направлен нормально к одной из торцовых поверхностей ротора. Далее произво дят острую фокусировку электронного лу-. ча (диаметр фокального пятна 0,10,2 мм) в центре торца проводника. С помощью отклоняющих систем электроннолучевой пушки электронным лучом высвечивают (f разв. 100 Гц) на поверхности замыкающего кольца замкнутую линию . В данном случае это окружность диаметром 3 мм. Операции фокусирования и предварительной развертки производят при малой интенсивности электронного . пуча е

Интенсивность электронного луча, необхрдимая для сплавпения соединяемых деталей, определяется толщиной замыкающего кольца. В описываемом случае для колец толщиной 0,5 мм достаточным . является ток луча 12- 15 мА при. ускоряющем напряжении 60 кВ.

Во время сварки производят периодическое с частотой 1-2 Гц изменение поперечных размеров развертываемой фигуры в пределах 0,8-1,2 соответствующих размеров отверстия, таким образом электронный луч 5 (см. фиг. 3) перио- . дически и линейно описывает вокруг стыка 8 проводника и замыкающего кольца концентрически расположенные контуры, повторяющие форму стыка от .линии 7 до линии 8, при этом выступакиций над поверхностью замыкающего кольца излишек материала расплавляется и под действием периодически перемещающихся эон нагрева равномерно распределяется по области, примыкающей к линии стыка.

Окончание сварки определяют по моменту полного сппавления визуально . и/или по исчезновению пиков вторичноэмиссионного тока, снимаемого с датчика вторичной эмиссии, Окончание сварки производят уменьшением величины тока электронного луча до минимума и выключением разве; тки.

Далее под электронным лучом фиксируют торец спедующего проводника и сваривают замыкающим кольцом аналогичным образцом. После сварки проводников с одного торца ротора, изделие переворачивают и производят сварку проводников обмотки на другом торце ротора.

93 6

Изобретение позволяет повысить качество изготовления роторов путем уменьшения нагрева пакета магнитопровода и исклю ать годрезы и прожоги свариваемых узлов короткозамкнутой обмотки за счет использования датчика вторичной эмиссии для фиксации момента полного сплавлеиия каждого узла.

1Î

Формула изобретения

1 . Способ изготовления роторов электрических машин с короткозамкнутой обмоткой типа беличья клетка, при котором набирают пакет магнитопровода с пазами, по торцам этого пакета устанавливают замыкающие кольца с отверстиями,соогветствующими пазам пакета магнитопровода, в пазы пакета через отверстия замыкающих колец вводят проводники и соединяют концы проводников с замыкающими кольцами электроннолучевой СВар» кой, отличающийся тем, 4 что, с целью повышения качества изготавливаемых роторов путем уменьшения нагрева пакета магнитопровода, исключения нодрезови прожогов свариваемых уз- . лов короткозамкнутой обмотки, в процессе сварки электронным лучом описывают вокруг стыка проводника и замыкающего кольца концентрически расположенные кон- туры, повторяющие форму стыка.

Ф

2, Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее электроннолучевую пушку с источником питания, сварочный стол для установки ротора генератор развертки электронного луча, питающий отклоняющую систему пушки, блок регулирования мощности электронноголуча, отличающееся тем, что оно содержит амплитудный модулятор, включенный на выходе генератора развертки электронного луча, и датчик вторичной эмиссии, соединенный с блоком регулирования мощности электронного луча.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Патент Великобритании № 1444786, кл. Н 2 А > 1976, 2. Патент CUJA № 3705971, кл. 219-121, 1972.

5 7396

Предложенное устройство (см. фиг. 4) содержит электроннолучевую пушку 9, соединенную с источником питания 10.

Имеются системы фокусирований 11 и отклонения 12 электронного луча 5. От- 5 клоняюшая система 12 через амплитудный модулятор 13 соединена с генератором развертки 14 электронного луча 5 .

Ротор 15 закреплен на сварочном столе

16, врашаемом двигателем 17. Вблизи места сварки укреплен датчик вторичной эмиссии 18, соединенный с измерительным блоком 19. С выходом измерительного блока 19 соединена система .(блок) регулирования 20 мощности электронного луча. Блок 20 соединен непосредственно с источником питания пушки 10.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент электронный луч

5 имеет минимальную интенсивность, развертка электронного луча выключена.

Сварочный стол 16, приводимый в движение двигателем 17, устанавливает ротор

15 под электроннолучевой пушкой 9 так, чтобы ось электронного луча 5 совпала с осью одного из проводников. Включаются блоки развертки (генератор 14 и модулятор 13) и по периметру стыка . проводника и замыкающего кольца засвечивается пульсирующая по длине замкнутая линия (круг, прямоугольник, квадрат — в зависимости от формы поперечного сечения проводника). C помощью блока регулированйя мощности 20 источ:ника питания пушки 10 устанавливается рабочий ток электронного луча 5.

На измерительном блоке 19 фиксируются значения пиков вторичноэмиссионного тока, снимаемого с датчика вторич4О ной эмиссии 18. По мере заплавления стыка в соединении значения пиков вторичноэмиссионного тока уменьшаются.

В момент полного иочезновения пиков вторичной эмиссии измерительный блок

19 и блок регулирования мощности 20 воздействуют на источник питания 10, доводя мощность электронного луча 5 до минимальной величины, после чего выключаются развертки (генератор 14

5Î и модулятор 13). При этой минимальной мощности статического электронного луча двигатель 17 перемешает сварочный стол 16 с ротором 15 до совмещения

55 оси электронного луча 5 с осью следующего проводника и т. д.