RU2475924C1 - Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин - Google Patents
Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475924C1 RU2475924C1 RU2011134971/07A RU2011134971A RU2475924C1 RU 2475924 C1 RU2475924 C1 RU 2475924C1 RU 2011134971/07 A RU2011134971/07 A RU 2011134971/07A RU 2011134971 A RU2011134971 A RU 2011134971A RU 2475924 C1 RU2475924 C1 RU 2475924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strips
- magnetic
- calculated
- axial
- specific
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
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. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в обеспечении равномерного магнитного насыщения магнитопроводов, более эффективном использовании магнитного материала, повышении энергетических (коэффициента мощности cos φ и КПД η), а также в улучшении массогабаритных показателей аксиальных электрических машин. При осуществлении предлагаемого способа изготовления магнитопроводов аксиальных электродвигателей рулонную холоднокатаную электротехническую сталь в движении протяжкой разрезают одновременно на расчетное количество полос расчетной ширины и количества, до сборки осуществляют в полосах вырубку пазов и отжиг, затем наматывают каждую полосу на свое внутреннее ферромагнитное кольцо расчетного диаметра с последующей напрессовкой соответствующего количества наружных ферромагнитных колец соответствующих диаметров на стальной пакет расчетного наружного диаметра. При этом, согласно настоящему изобретению, на расчетных расстояниях от начала полосы электротехнической стали между ее витками закрепляют полоски расчетной длины из диамагнитного материала, образующие коаксиальные цилиндрические поверхности и обеспечивающие магнитную изоляцию полученных таким образом модулей аксиальных магнитопроводов друг от друга, при этом длина полос из диамагнитного материала и радиус полученных коаксиальных цилиндрических поверхностей рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить одинаковую площадь торцовых частей модулей аксиальных магнитопроводов. 2 ил.
Description
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.
Известна широко распространенная технология изготовления магнитопроводов аксиальной конструкции двигателя [Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания, М., Энергия, 1972, §7-4, с.122-131], согласно которой рулон, например, холоднокатаной электротехнической стали разрезается на ленты (полосы) расчетной ширины, которые, в свою очередь, наматываются на внутреннее стальное кольцо изготавливаемого пакета (статора или ротора, или якоря), набирая тем самым нужный внешний диаметр с последующей напрессовкой внешнего стального кольца, формирующего нужный ферромагнитный пакет статора, ротора (или якоря). Для окончательного завершения технологического цикла изготовления пакетов этих ферромагнитных пакетов постоянного тока в них выфрезеровываются радиальные пазы расчетных размеров, например, с помощью фрезерного станка.
Недостатком такой технологии является сложность и дороговизна изготовления; малая производительность. Помимо этого, при механической обработке (фрезеровании) пакетов статора и ротора существенно ухудшаются магнитные свойства электротехнической стали из-за проявления явления наклепа и, кроме того, появляющиеся при фрезеровании пазов магнитопроводов заусенцы замыкают между собой практически всю навитую на внутреннее кольцо электротехническую сталь. Оба эти фактора существенно ухудшают магнитные характеристики электротехнической стали, а следовательно, и характеристики изготавливаемых таким способом электрических машин.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятым авторами за прототип является способ изготовления магнитопроводов аксиальных электродвигателей (пат. РФ №2316877, Гайтова Т.Б., Гайтов Б.Х., Таршхоев Р.З.), заключающийся в том, что рулонную холоднокатаную электротехническую сталь в движении протяжкой разрезают одновременно на расчетное количество полос расчетной ширины и количества, до сборки осуществляют в полосах вырубку пазов и отжиг, затем наматывают каждую полосу на свое внутреннее ферромагнитное кольцо расчетного диаметра с последующей напрессовкой соответствующего количества наружных ферромагнитных колец соответствующих диаметров на стальной пакет расчетного наружного диаметра.
Однако при таком способе изготовления не обеспечивается равномерное магнитное насыщение магнитопроводов в радиальном направлении, что ведет к неполному использованию магнитного материала и к увеличению тока холостого хода, необходимости увеличения диаметра обмоточного провода, к повышенному нагреву наиболее насыщенных участков магнитопровода и, как следствие, к уменьшению срока службы изоляции проводов, к ухудшению массогабаритных показателей электрической машины в целом.
Следствием того, что магнитный поток в магнитопроводе замыкается по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, является повышенная намагниченность областей зубцов и ярма, находящихся ближе к внутреннему диаметру магнитопроводов (фиг.1), и неполная намагниченность областей, расположенных ближе к внешнему его диаметру. Выравниванием индукций областей, находящихся ближе к внутреннему и внешнему диаметрам, возможно только путем увеличения тока холостого хода, однако это приведет к значительному уменьшению энергетических показателей: коэффициента мощности cos φ и КПД η. Кроме того, это приводит к неполному использованию магнитного материала, необходимости увеличения диаметра обмоточного провода, к повышенному нагреву наиболее насыщенных участков магнитопровода и, как следствие, к уменьшению срока службы изоляции проводов. Степень неравномерности магнитного насыщения ярма можно регулировать путем увеличения его поперечного сечения за счет увеличения его высоты. Увеличение же сечения ярма за счет увеличения его высоты приводит к существенному увеличению размеров электрической машины в осевом направлении.
Все это приводит к существенному увеличению массогабаритных и стоимостных показателей аксиальных электрических машин, магнитопроводы которых изготовлены известным из прототипа способом.
Технический результат заявленного изобретения - обеспечение равномерного магнитного насыщения магнитопроводов, более эффективное использование магнитного материала, повышение энергетических (коэффициента мощности cos φ и КПД η) и улучшение массогабаритных показателей аксиальных электрических машин.
Технический результат достигается тем, что в способе, заключающемся в том, что рулонную холоднокатаную электротехническую сталь в движении протяжкой разрезают одновременно на расчетное количество полос расчетной ширины и количества, до сборки осуществляют в полосах вырубку пазов и отжиг, затем наматывают каждую полосу на свое внутреннее ферромагнитное кольцо расчетного диаметра с последующей напрессовкой соответствующего количества наружных ферромагнитных колец соответствующих диаметров на стальной пакет расчетного наружного диаметра, на расчетных расстояниях от начала полосы электротехнической стали между ее витками закрепляют полоски расчетной длины из диамагнитного материала, образующие коаксиальные цилиндрические поверхности и обеспечивающие магнитную изоляцию полученных таким образом модулей аксиальных магнитопроводов друг от друга. При этом длина полос из диамагнитного материала и радиус полученных коаксиальных цилиндрических поверхностей рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить одинаковую площадь торцовых частей модулей аксиальных магнитопроводов.
При этом весь технологический процесс, начиная от разрезания рулонной холоднокатаной электротехнической стали и диамагнитного материала в движении (протяжкой) на расчетное количество полос, обрезка и закрепление полосок расчетной длины из диамагнитного материала, вырубки пазов на каждой из полос электротехнической стали с закрепленными на ней полосками из диамагнитного материала и их отжиг с последующим изготовлением расчетного количества готовых магнитопроводов одновременно, выполняется поточным методом, при котором несколько магнитопроводов изготавливаются одновременно, за счет чего существенно повышается производительность труда, а также по безотходной технологии, если не считать неизбежные потери стали при вырубке пазов. Отжиг полос электротехнической стали с закрепленными на ней полосками из диамагнитного материала непосредственно после штамповки паза, а не готового пакета в целом, существенно улучшает (восстанавливает после вырубки пазов) магнитные свойства стали и обеспечивает надежную изоляцию между слоями электротехнической стали в пакете, что уменьшает потери в стали электрической машины.
На фиг.1 представлена структурная схема, поясняющая предлагаемый способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин. На фиг.2 приведен фрагмент магнитопровода аксиальной электрической машины, изготовленного предлагаемым способом.
На фиг.1 обозначено: РЭС - рулонная (холоднокатаная) электротехническая сталь соответствующей марки, предназначенная для изготовления из нее магнитопроводов аксиальных электрических машин; ДМ - диамагнитный материал, 1 - узел расчета и подачи диамагнитного материала, предназначенный для расчета длины полосок из диамагнитного материала и подачи их на расчетных расстояниях от начала полосы электротехнической стали на многоходовые ножницы; 2 - многоходовые (в представленном виде шестиходовые) ножницы, предназначенные для разрезания стали и диамагнитного материала на расчетные количество и размеры полос; 3 - долбежные пальцы, служащие для изготовления пазов расчетных размеров; 4 - узел отжига полос стали с целью снятия остаточных деформаций, ухудшающих магнитные свойства стали, а также для обеспечения изолирующей оксидной пленки вдоль всей поверхности всех полос; 5 - узел сочленения полос стали с внутренним кольцом; 6 - узел намотки полос на внутреннее кольцо; 7 - напрессовка наружного кольца.
Фрагмент магнитопровода аксиальной электрической машины, приведенный на фиг.2, демонстрирует его общий вид с изображением внутреннего кольца 8, шихтованного пакета 9, прорезей паза 10, коаксиальных цилиндрических поверхностей 11 из диамагнитного материала, наружного кольцами 12 и формы паза 13.
Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин реализуется следующим образом.
Рулонная холоднокатаная электротехническая сталь (РЭС) требуемой марки подается на многоходовые ножницы 2, где происходит разрезание ее на полосы расчетных размеров (ширины). Диамагнитный материал подается в узел расчета и подачи 1, где разрезается на полоски расчетной длины и на расчетных расстояниях от начала полосы вместе с РЭС подается на многоходовые ножницы 2. Затем в узле 3 долбежные пальцы требуемых геометрических размеров выбивают на каждой из полос РЭС с закрепленными на ней полосками ДМ пазы изготовляемого магнитопровода, после чего в узле 4 каждая из полос (теперь уже с пазами и полосками из ДМ) отжигается в специальной камере при температуре 900-950º; в узле 5 происходит сочленение каждой полосы стали со своим внутренним ферромагнитным кольцом (поз.8 на фиг.2), например, сваркой, после чего в узле 6 набираются (накручиваются) на эти кольца пакеты нужного (расчетного) наружного диаметра, на которые затем в узле 7 напрессовываются наружные кольца (поз.13 фиг.2) из ферромагнитного материала нужного (расчетного) диаметра. На выходе получается расчетное количество готовых магнитопроводов аксиальных электрических машин, которые затем поступают на обмоточный участок (цех) для укладки соответствующей обмотки.
Внедрение в производство данного способа изготовления магнитопроводов различных аксиальных электрических машин посильно любому, сколь-угодно малому предприятию, выпускающему различные электрические машины обычной конструкции (радиальной или аксиальной, поштучно, т.е. не по поточной линии), этот способ, как и прототип, позволяет экономить электротехническую сталь на (30-50)% за счет полного исключения отходов (не считая вырубку пазов, неизбежную для любой технологии изготовления), т.е. обеспечить безотходность технологии, увеличить производительность труда до двух и более раз, а также повысить энергетические показатели аксиальных электрических машин cos φ повышения качества отжига стали еще до пакетирования, т.е. отжига отдельной полосы. Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить cos φ и η за счет разбиения магнитопроводов на отдельные магнитоизолированные модули, повысить эффективность использования магнитного материала, увеличить срок службы изоляции, а также существенно уменьшить массогабаритные и стоимостные показатели аксиальных электрических машин.
Claims (1)
- Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин, заключающийся в том, что рулонную холоднокатаную электротехническую сталь в движении протяжкой разрезают одновременно на расчетное количество полос расчетной ширины и количества, до сборки осуществляют в полосах вырубку пазов и отжиг, затем наматывают каждую полосу на свое внутреннее ферромагнитное кольцо расчетного диаметра с последующей напрессовкой соответствующего количества наружных ферромагнитных колец соответствующих диаметров на стальной пакет расчетного наружного диаметра, отличающийся тем, что на расчетных расстояниях от начала полосы электротехнической стали между ее витками закрепляют полоски расчетной длины из диамагнитного материала, образующие коаксиальные цилиндрические поверхности и обеспечивающие магнитную изоляцию полученных таким образом модулей аксиальных магнитопроводов друг от друга, при этом длина полос из диамагнитного материала и радиус полученных коаксиальных цилиндрических поверхностей рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить одинаковую площадь торцевых частей модулей аксиальных магнитопроводов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134971/07A RU2475924C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134971/07A RU2475924C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475924C1 true RU2475924C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134971/07A RU2475924C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475924C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567868C1 (ru) * | 2014-07-21 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
RU2650104C2 (ru) * | 2016-09-20 | 2018-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
RU2809983C1 (ru) * | 2023-06-29 | 2023-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Способ изготовления статора электрической машины с аксиальным магнитным потоком |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2150313A1 (de) * | 1970-10-09 | 1972-04-13 | Unelec | Verfahren zur Herstellung elektrischer Rotationsmaschinen |
US4116033A (en) * | 1976-12-28 | 1978-09-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for forming a wound core |
SU1742946A1 (ru) * | 1989-10-23 | 1992-06-23 | Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун" | Способ изготовлени витого магнитопровода электрической машины |
RU2074480C1 (ru) * | 1994-08-05 | 1997-02-27 | Орловский государственный технический университет | Способ изготовления витых торцовых магнитопроводов |
RU2171534C1 (ru) * | 2000-12-15 | 2001-07-27 | ООО "КД-Электро" | Способ изготовления сердечника магнитопровода электрической машины (варианты) |
RU2316877C1 (ru) * | 2006-07-10 | 2008-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электродвигателей |
-
2011
- 2011-08-19 RU RU2011134971/07A patent/RU2475924C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2150313A1 (de) * | 1970-10-09 | 1972-04-13 | Unelec | Verfahren zur Herstellung elektrischer Rotationsmaschinen |
US4116033A (en) * | 1976-12-28 | 1978-09-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for forming a wound core |
SU1742946A1 (ru) * | 1989-10-23 | 1992-06-23 | Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун" | Способ изготовлени витого магнитопровода электрической машины |
RU2074480C1 (ru) * | 1994-08-05 | 1997-02-27 | Орловский государственный технический университет | Способ изготовления витых торцовых магнитопроводов |
RU2171534C1 (ru) * | 2000-12-15 | 2001-07-27 | ООО "КД-Электро" | Способ изготовления сердечника магнитопровода электрической машины (варианты) |
RU2316877C1 (ru) * | 2006-07-10 | 2008-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электродвигателей |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПАЛАСТИН Л.М. Электрические машины автономных источников питания. - М.: Энергия, 1972, §7-4, с.122-131. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567868C1 (ru) * | 2014-07-21 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
RU2650104C2 (ru) * | 2016-09-20 | 2018-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин |
RU2809983C1 (ru) * | 2023-06-29 | 2023-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Способ изготовления статора электрической машины с аксиальным магнитным потоком |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11316395B2 (en) | Method of manufacturing armature coil | |
KR100600758B1 (ko) | 모터의 스테이터 및 그 제조방법 | |
CA2855869C (en) | Wind-on core manufacturing method for split core configurations | |
US20140319951A1 (en) | Slotless amorphous ferroalloy electric machine with radial magnetic circuit and its manufacturing method | |
US20150229189A1 (en) | Method for manufacturing an armature winding for an electric machine | |
US8729998B2 (en) | Three-step core for a non-linear transformer | |
RU2316877C1 (ru) | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электродвигателей | |
KR20140117471A (ko) | 입체 삼각형 구조를 가진 비정질 합금 변압기 철심 | |
CN102737804A (zh) | 卷绕铁心、电磁部件及其制造方法、以及电磁设备 | |
CN101807838B (zh) | 单相电容运转式电动机定子及其制造方法 | |
RU2475924C1 (ru) | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин | |
CN113315270B (zh) | 一种爪极电机定子铁芯、及应用该定子铁芯的电机组件 | |
RU2567868C1 (ru) | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин | |
CN103247424B (zh) | 三相立体断口式卷铁心 | |
CN102118086A (zh) | 单相电容运转式电动机定子 | |
CN201616748U (zh) | 单相电容运转式电动机定子 | |
RU2689249C1 (ru) | Способ изготовления аксиальных магнитопроводов | |
RU2345433C1 (ru) | Способ изготовления разрезных ленточных магнитопроводов | |
CN106532993A (zh) | 一种isg电机的电磁结构及isg电机 | |
RU2650104C2 (ru) | Способ изготовления магнитопроводов аксиальных электрических машин | |
CN220325368U (zh) | 一种发电机散嵌型绕组结构 | |
Petro | Advanced Materials for Motor Laminations: Past, Present and Future | |
WO2001005015A2 (en) | Magnetic core of electric rotational machines made of grain-oriented sheets | |
RU2551136C1 (ru) | Способ изготовления электротехнической катушки | |
JP2010283940A (ja) | 回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130820 |