RU2739420C1 - Method for making laminated stack of electric machine stator - Google Patents
Method for making laminated stack of electric machine stator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739420C1 RU2739420C1 RU2020121310A RU2020121310A RU2739420C1 RU 2739420 C1 RU2739420 C1 RU 2739420C1 RU 2020121310 A RU2020121310 A RU 2020121310A RU 2020121310 A RU2020121310 A RU 2020121310A RU 2739420 C1 RU2739420 C1 RU 2739420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- package
- plates
- mandrel
- steel
- laminated
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
НазначениеAppointment
Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к способу изготовления шихтованных статоров электрических машин.The invention relates to the electrical industry, and in particular to a method for manufacturing laminated stators of electrical machines.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время наиболее широкое распространение получили магнитопроводы, собранные из отдельных пластин (шихтованные магнитопроводы), которые по конструктивно-технологическим признакам представляют группу пакетов статоров электрических машин с внутренними пазами для обмотки.At present, the most widespread are magnetic cores assembled from individual plates (laminated magnetic cores), which, according to their design and technological characteristics, represent a group of stators packages for electrical machines with internal slots for winding.
Применение пластин, вырубленных только на одном штампе, позволяет повысить точность их сборки в пакет. В процессе вырубки пластин под влиянием внутренних деформаций изменяется структура металла (наклеп). В местах наклепа возникают остаточные напряжения, увеличивается коэрцитивная сила и уменьшается магнитная проницаемость. Для снятия наклепа пластины рекомендуется подвергать их отжигу. Отжиг электротехнических сталей проводят при нагреве их до температур 860-1050°С (см. сайт: https://studref.com/365452/tehnika/izgotovlenie_shihtovannyh_magnitoprovodo).The use of plates, cut only on one die, improves the accuracy of their assembly into a package. In the process of cutting the plates under the influence of internal deformations, the metal structure changes (work hardening). In places of work hardening, residual stresses arise, the coercive force increases and the magnetic permeability decreases. To remove the work hardening of the plates, it is recommended to subject them to annealing. Annealing of electrical steels is carried out by heating them to temperatures of 860-1050 ° C (see website: https://studref.com/365452/tehnika/izgotovlenie_shihtovannyh_magnitoprovodo).
Перед сборкой пластин зачищают заусенцы (шлифование абразивными кругами, завальцовывание с одновременной рихтовкой на штампах и электрополирование), образующиеся в процессе вырубки пластин, приводящие к коротким замыканиям в пакете и увеличению удельных потерь на рассеяние магнитного потока. После зачистки заусенцев повышается магнитная проницаемость, и снижаются потери на гистерезис. Сборка пакетов включает комплектование пластин, их шихтовку (ориентирование) на технологической оправке и скрепление. В документации (чертежах) требуемого пакета обычно указывается длина пакета сердечника или его вес, а в спецификации - среднее количество листов исходя из номинальных размеров (веса или длины). Однако по указанному в спецификации количеству листов получить требуемую длину сердечника практически невозможно (см. сайт: https://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/tehnologiya-i-oborudovanie-proizvodstva-elektricheskih-mashin-26.html) из-за ряда причин:Before assembling the plates, the burrs are cleaned (grinding with abrasive wheels, rolling with simultaneous straightening on dies and electropolishing) formed during the cutting of the plates, leading to short circuits in the package and an increase in specific losses due to magnetic flux dissipation. After deburring, the magnetic permeability increases and the hysteresis loss decreases. The assembly of packages includes the assembly of plates, their blending (orientation) on the technological mandrel and bonding. The documentation (drawings) of the required package usually indicates the length of the core package or its weight, and the specification - the average number of sheets based on the nominal dimensions (weight or length). However, according to the number of sheets specified in the specification, it is almost impossible to obtain the required core length (see website: https://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/tehnologiya-i-oborudovanie-proizvodstva-elektricheskih-mashin-26.html) due to a number of reasons:
• колебаний толщины листов (до ±10% от номинального размера), которые допускаются для электротехнической стали;• fluctuations in sheet thickness (up to ± 10% of the nominal size), which are allowed for electrical steel;
• плоскостности детали листа и остаточной высоты от зачистки заусенцев;• flatness of the sheet part and residual height from deburring;
• неравномерности лакового покрытия;• unevenness of the varnish coating;
• усилия спрессовки пакета.• efforts of pressing the package.
Известен способ (а.с., SU, №1173493 "Способ изготовления шихтованного пакета статора электрической машины"), взятый авторами за прототип.The known method (and.with. SU, No. 1173493 "Method of manufacturing a laminated package of the stator of an electric machine"), taken by the authors as a prototype.
Способ по прототипу включает в себя следующие операции:The prototype method includes the following operations:
• сборку пластин магнитопровода в пакет на оправке;• assembly of magnetic core plates into a package on a mandrel;
• предварительную опрессовку пакета;• preliminary pressure testing of the package;
• введение в межлистовое пространство клеящего вещества;• introduction of an adhesive into the inter-sheet space;
• окончательную опрессовку пакета для получения заданного коэффициента заполнения сталью и обеспечения равномерного распределения клеящего вещества по поверхности пластин путем приложения нагрузки вначале к внешней зоне ярма, а затем к внутренней зоне ярма и зубцовой зоне;• final crimping of the package to obtain a given steel filling factor and to ensure uniform distribution of the adhesive over the surface of the plates by applying a load first to the outer yoke zone, and then to the inner yoke zone and the toothed zone;
• термообработку.• heat treatment.
Недостатком прототипа является отсутствие рациональных решений для оптимального заполнения пакета сталью при сохранении равномерного распределения склеивающего пропитывающего состава по поверхности пластин, что формирует основные характеристики статора электрической машины - магнитную проницаемость и потери на гистерезис.The disadvantage of the prototype is the lack of rational solutions for optimal filling of the package with steel while maintaining a uniform distribution of the adhesive impregnating composition over the surface of the plates, which forms the main characteristics of the stator of an electric machine - magnetic permeability and hysteresis losses.
Целью изобретения является повышение эффективности заполнения пакета сталью при обеспечении равномерного распределения склеивающего пропитывающего состава по поверхности пластин магнитопровода.The aim of the invention is to increase the efficiency of filling the stack with steel while ensuring uniform distribution of the adhesive impregnating composition over the surface of the magnetic core plates.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Предлагаемый способ изготовления шихтованного пакета статора электрической машины, заключается в сборке пластин магнитопровода в пакет на оправке, предварительной опрессовке пакета, введении в межлистовое пространство склеивающего пропиточного состава, окончательной опрессовке пакета для получения заданного коэффициента заполнения сталью и обеспечения равномерного распределения клеящего вещества по поверхности пластин путем приложения нагрузки вначале к внешней зоне ярма, а затем к внутренней зоне ярма и зубцовой зоне, в термообработке.The proposed method for manufacturing a laminated package of a stator of an electric machine consists in assembling the magnetic core plates into a package on a mandrel, pre-pressing the package, introducing an adhesive impregnating composition into the inter-sheet space, final pressing the package to obtain a given steel filling factor and ensuring uniform distribution of the adhesive over the surface of the plates by applying a load first to the outer yoke zone, and then to the inner yoke zone and the toothed zone, in heat treatment.
Сущность изобретения заключается в том, что контролируют плоскостность и высоту заусенцев пластин магнитопровода, удаляют с них осыпающиеся частицы, набирают их на один пакет весовым методом на оправку, которую вращают для нанесения склеивающего пропиточного состава на шихтованную поверхность пакета до полного насыщения методом капиллярной пропитки, обеспечивают эффективный коэффициент заполнения пакета сталью.The essence of the invention lies in the fact that the flatness and height of the burrs of the magnetic circuit plates are controlled, the crumbling particles are removed from them, they are collected on one bag by the gravimetric method on the mandrel, which is rotated to apply the adhesive impregnating composition to the laminated surface of the bag until complete saturation by the capillary impregnation method, provide effective filling factor of the package with steel.
Графические иллюстрацииGraphic illustrations
Фиг. 1 - внешний вид статорного листа (пластины магнитопровода).FIG. 1 - external view of the stator sheet (magnetic core plate).
Позиции фиг. 1:The positions of FIG. one:
1 - лист статора;1 - stator sheet;
2 - зубцовая зона;2 - tooth zone;
3 - ярмо.3 - yoke.
Фиг. 2 - пример устройства оправки с опрессовкой.FIG. 2 is an example of a crimp mandrel device.
Позиции фиг. 2:The positions of FIG. 2:
4 - оправка;4 - mandrel;
5 - пакет пластин магнитопровода;5 - package of magnetic circuit plates;
6 - нажимная плита;6 - pressure plate;
7 - кольцевая канавка;7 - annular groove;
8 - эластичное кольцо;8 - elastic ring;
9 - шпилька;9 - hairpin;
10 - шайба;10 - washer;
11 - тарелочные пружины;11 - plate springs;
12 - гайка;12 - nut;
13 - внешняя поверхность пакета.13 - the outer surface of the package.
Фиг. 3 - пример устройства «центра» с приводом.FIG. 3 is an example of a "center" device with a drive.
Позиции фиг. 3:The positions of FIG. 3:
14 - оправка с опрессовкой;14 - mandrel with pressure testing;
15 - центра;15 - center;
16 - стойка подвижная;16 - movable rack;
17 - стойка неподвижная;17 - stationary rack;
18 - направляющие;18 - guides;
19 - основание;19 - base;
20 - хомут;20 - clamp;
21 - кисть;21 - brush;
22 - стопор;22 - stopper;
23 - привод.23 - drive.
Описание способа изготовления шихтованного пакета статора электрической машиныDescription of the method for manufacturing a laminated package of the stator of an electric machine
Листы 1 статора (пластины магнитопровода) тонколистовой электротехнической стали, состоящие из зубцовой зоны 2 и ярма 3, с целью повышения точности их сборки в пакет изготавливают только на одном штампе. Затем зачищают заусенцы листов 1 статора, образующиеся в процессе их вырубки, при этом высокая плоскостность зачистки (до значений в пределах 5-10% от толщины листа, на основании экспериментальных исследований в АО «НИИЭМ» - заявителе изобретения) позволяет:Sheets 1 of the stator (magnetic circuit plates) of thin sheet electrical steel, consisting of a toothed zone 2 and a yoke 3, in order to improve the accuracy of their assembly into a package is made only on one die. Then, the burrs of the stator sheets 1 are cleaned, formed in the process of cutting them, while the high flatness of the cleaning (up to values within 5-10% of the sheet thickness, based on experimental studies at JSC NIIEM, the applicant of the invention) allows:
• убрать короткозамкнутые токи;• remove short-circuited currents;
• более равномерно распределить склеивающего пропиточного состава по поверхности листов 1 статора;• more evenly distribute the adhesive impregnating composition over the surface of the stator sheets 1;
• увеличить коэффициент заполнения пакет пластин магнитопровода 5 сталью.• increase the filling factor of the package of plates of the
Для контроля плоскостности листов 1 статора можно использовать поверочную плиту и подходящий щуп по ТУ-2-034-0221197-011-91.To check the flatness of sheets 1 of the stator, you can use a surface plate and a suitable probe according to TU-2-034-0221197-011-91.
Для снятия остаточных напряжений (восстановления магнитных свойств, а именно, уменьшения коэрцитивной силы и увеличения магнитной проницаемости) в результате изменений структуры металла, возникающих в процессе вырубки пластин под влиянием внутренних деформаций и зачистки заусенцев, осуществляют термообработку (отжиг) по соответствующей инструкции в зависимости от марки стали.To relieve residual stresses (restore magnetic properties, namely, reduce the coercive force and increase the magnetic permeability) as a result of changes in the metal structure arising in the process of cutting plates under the influence of internal deformations and deburring, heat treatment (annealing) is carried out according to the appropriate instructions, depending on steel grades.
Для удаления осыпающихся частиц с поверхности листов 1 статора, их обдувают сжатым воздухом. Допускается удаление частиц окалины, пудры тальки и т.д. полосканием листов в нефрасе С2-80/120 ТУ38.401-67-108-92 (без механического трения) с последующей сушкой на воздухе под вытяжной вентиляцией в течение не менее 0,5 часов.To remove crumbling particles from the surface of the stator sheets 1, they are blown with compressed air. Removal of scale particles, talcum powder, etc. rinsing sheets in nefras C2-80 / 120 TU38.401-67-108-92 (without mechanical friction) followed by drying in air under exhaust ventilation for at least 0.5 hours.
Листы 1 статора набирают на оправку 4 (фиг. 2) в пакет 5 весовым методом в следующей последовательности: изолирующий лист (например, из стеклотекстолита СТ-ЭТФ-ВС-1,0 ГОСТ 12652-74), листы из электротехнической стали (например, лента стальная электротехническая х/к изотропная по ГОСТ 21427.2-83 или ТУ 14-1-4657-89), изолирующий лист.Stator sheets 1 are collected on a mandrel 4 (Fig. 2) into a
После чего собирают, например, устройство для опрессовки (фиг. 2). Для этого на пакет 5 устанавливают нажимную плиту 6, в кольцевой канавке 7 которой установлено эластичное кольцо 8, выполненное, например, из кремнийорганической резины. Затем в основание оправки 4 ввинчивают шпильку 9, устанавливают шайбу 10, тарельчатые пружины 11 и навинчивают гайку 12, предварительно опрессовывают пакет 5, затягивая гайку 12 до получения некоторого коэффициента заполнения сталью (ниже оптимального), задающего степень его "рыхлости", и получения возможности капиллярного проникновения склеивающего пропиточного состава. При этом, благодаря эластичному кольцу 8 из кремнийорганической резины, основная нагрузка прикладывается к внешней зоне ярма 3, что способствует более эффективному растеканию склеивающего пропиточного состава от внешней зоны ярма 3 к зубцовой зоне 2, а капиллярное проникновение склеивающего пропиточного состава практически исключает вытекание его наружу на внешнюю поверхность 13 пакета 5. Для нанесения склеивающего пропиточного состава на внешнюю поверхность 13 пакета 5, устройство оправки с опрессовкой 14 с зафиксированной степенью "рыхлости" пакета 5 с помощью хомута 20, устанавливают, например, на устройство «центра» с приводом (фиг. 3), у которого оправка с опрессовкой 14 закрепляется центрами 15 между стойкой неподвижной 17 и стойкой подвижной 16, которая фиксируется стопором 22. Стойку неподвижную 17 и стойку подвижную 16 устанавливают на направляющей 18, закрепляемой на основании 19. С помощью ручного или электрического привода 23 (электрический привод не показан) обеспечивают вращение оправки с опрессовкой 14 (со скоростью 2-5 об/мин, на основании экспериментальных исследований в АО «НИИЭМ» -заявителе изобретения), при этом с помощью кисти 21 на внешнюю поверхность 13 пакета 5 наносят склеивающий пропиточный состав до полного насыщения (до прекращения впитывания его поверхностью 13 пакета 5).Then assemble, for example, a crimping device (Fig. 2). For this, a
В качестве склеивающего пропиточного состава можно использовать, например, компаунд ЭКД-14 ТУ16-504.041-80 с отвердителем АМ-14 ТУ16-504.040-80.As a gluing impregnating composition, you can use, for example, the EKD-14 TU16-504.041-80 compound with the AM-14 TU16-504.040-80 hardener.
После данной опрессовки пакета 5 с коэффициентом заполнения сталью, задающего степень его "рыхлости", и получения возможности капиллярного проникновения склеивающего пропиточного состава, возможно распределение склеивающего пропиточного состава не по всей поверхности между листами 1 статора в пакете 5 (см. фиг. 3 прототипа). Поэтому пакет 5 опрессовывают окончательно, для чего затягивают гайку 12 до тех пор, пока эластичное кольцо 8 не утопится в канавку 7 полностью. При этом опрессовка осуществляется оптимальным удельным давлением, при котором обеспечивается равномерное распределение склеивающего пропиточного состава по всей поверхности между листами 1 статора в пакете 5 (см. фиг. 4 прототипа).After this pressing of the
Выбор оптимального удельного давления является важнейшим условием, так как опрессовка давлением выше оптимального увеличивает риск растрескивания склеенного пакета 5, а ниже оптимального - снижает коэффициент заполнения пакета 5 сталью и тем самым снижает магнитные свойства магнитопровода.The choice of the optimal specific pressure is the most important condition, since pressing with a pressure above the optimal one increases the risk of cracking of the glued
При выборе оптимального удельного давления эффективный коэффициент заполнения пакета 5 сталью Кэф определяют по формулеWhen choosing the optimal specific pressure, the effective filling factor of the
гдеWhere
Мф - фактическая масса пакета;M f is the actual mass of the package;
S - односторонняя площадь листа 1 статора в пакете, см2;S - one-sided area of a sheet of 1 stator in a package, cm 2 ;
Нф - высота по железу набираемого пакета, см;H f - the height of the iron of the dialed package, cm;
γст - удельная масса стали, г/см3.γ st - specific gravity of steel, g / cm 3 .
Результаты практической отработка в АО «НИИЭМ» (является Заявителем изобретения) оптимального давления при склеивании от высоты приведены в таблице 1.The results of practical testing in JSC "NIIEM" (is the Applicant of the invention) of the optimal pressure when gluing from height are shown in Table 1.
После окончательной опрессовки, не снимая нагрузки, пакет пластин магнитопровода 5 термообрабатывают для отверждения склеивающего пропиточного состава и получают шихтованный пакет статора электрической машины.After the final pressure testing, without removing the load, the package of plates of the
Таким образом, использование предлагаемого изобретение позволяет получить высокую эффективность заполнения шихтованного пакета сталью при равномерном распределении склеивающего пропиточного состава по поверхности пластин магнитопровода, обеспечивающих высокие показатели магнитных свойств магнитопровода статора электрической машины.Thus, the use of the proposed invention makes it possible to obtain a high efficiency of filling the laminated stack with steel with a uniform distribution of the adhesive impregnating composition over the surface of the magnetic core plates, providing high magnetic properties of the stator magnetic core of an electric machine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121310A RU2739420C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for making laminated stack of electric machine stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121310A RU2739420C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for making laminated stack of electric machine stator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739420C1 true RU2739420C1 (en) | 2020-12-24 |
Family
ID=74063011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121310A RU2739420C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for making laminated stack of electric machine stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739420C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU153081A1 (en) * | ||||
SU951573A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-15 | Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Magnetic circuit stacked core production method |
SU1173493A1 (en) * | 1982-11-18 | 1985-08-15 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Method of producing blended stack of electric machine stator |
SU1292117A1 (en) * | 1983-12-23 | 1987-02-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Производственного Объединения "Кузбассэлектромотор" | Device for stacking laminations into core |
DE102009060170A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Method for producing laminated cores for electrical machines |
US8887377B2 (en) * | 2011-12-16 | 2014-11-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing stator core |
-
2020
- 2020-06-22 RU RU2020121310A patent/RU2739420C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU153081A1 (en) * | ||||
SU951573A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-15 | Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Magnetic circuit stacked core production method |
SU1173493A1 (en) * | 1982-11-18 | 1985-08-15 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Method of producing blended stack of electric machine stator |
SU1292117A1 (en) * | 1983-12-23 | 1987-02-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Производственного Объединения "Кузбассэлектромотор" | Device for stacking laminations into core |
DE102009060170A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Method for producing laminated cores for electrical machines |
US8887377B2 (en) * | 2011-12-16 | 2014-11-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing stator core |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006516877A (en) | Magnetic parts made of amorphous metal with low core loss for electric motors | |
US20190131065A1 (en) | Method and an apparatus for the segmentation of nd-fe-b magnets | |
US2057503A (en) | Laminated core and method of producing the same | |
CN112072868B (en) | Method for manufacturing iron core lamination | |
RU2739420C1 (en) | Method for making laminated stack of electric machine stator | |
CN101610018B (en) | Compression molding method of motor frame coils | |
JP4987216B2 (en) | Laminated core with excellent dimensional accuracy and manufacturing method thereof | |
JP2012112015A (en) | Nondirectional electromagnetic steel sheet, and method for manufacturing the same | |
JP7207610B2 (en) | Coating composition for electromagnetic steel sheet, surface-coated electromagnetic steel sheet for bonding, and laminated core | |
US6301773B1 (en) | Method of manufacturing a motor core | |
EP3035351B1 (en) | Method of manufacturing an amorphous magnetic core and amorphous magnetic core | |
US2700207A (en) | Method of making magnetic cores for transformers or the like | |
JP2018032703A (en) | Transformer | |
JP7095819B2 (en) | Electrical steel sheets, laminated cores and rotary electric machines | |
JP4987224B2 (en) | Manufacturing method of laminated core | |
RU2345433C1 (en) | Method of discontinuous tape magnetic core production | |
CN106783062B (en) | A kind of disconnected yoke formula amorphous alloy stereo roll iron core and its manufacturing method | |
JP2003100523A (en) | Low-noise laminated core and wound core using high- silicon steel plate | |
JP2005019641A (en) | Laminated core excellent in dimensional accuracy and its manufacturing method | |
JP2003079113A (en) | Resin-sealed stator for electric motor, manufacturing method therefor and die for resin sealing | |
RU2346780C1 (en) | Method for manufacture of multi-cored wound springs | |
CN111463915A (en) | Insulating cured iron core and manufacturing method thereof | |
JPH08107022A (en) | Lamination core and wound core of low noise wherein high silicon steel plate is used | |
SU951573A1 (en) | Magnetic circuit stacked core production method | |
CN110993306B (en) | Preparation method and preparation system of magnetic iron core |