Способ изготовления сердечника электрической машины

 

Изобретение относится к конструированию и производству электрических машин. Целью изобретения является расширение технологических возможностей изготовления сердечников из различных материалов и различных конструкций. Указанная цель достигается тем, что изготавливают две части сердечника с неоднородной магнитной структурой, осуществляют их предварительное соединение в обоймах, размещая сердечник коаксиально технологическому приспособлению для замыкания магнитного потока, производят при относительном вращении сердечника и технологического приспособления замер наибольшего и наименьшего значений, например, момента сопротивления вращению и определяют положение частей сердечника, при котором разница указанных значений моментов минимальна. Определение оптимального положения частей сердечника позволяет снизить пульсации момента вращения двигателей и пульсации выходного напряжения генераторов. 3 ил.

СО1ОЭ ""OBETÑHÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (У1) Н 02 К 15/02

ГОСУДАРСТЕ1ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4252579/24-07.; 4278914/24-07 (22) 28.05.87 (46) 15.08,90. Бюл. ¹ 30 (75) H.М. Гридин и M. ° Ãðèäèí (53) 621.318.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1275664, кл. Н 02 К 15/02, 1985, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к конструированию и производству электрических машин. Целью изобретения является расширение технопогических возможностей изготовления сердечников иэ различных материалов и различных конструкций. Указанная цель достигаетСя тем, что изготавливают две часИзобретение относится к конструированию и производству электрических машин (ЭМ), в частности ЭМ постоянного тока, как коллекторных, так и вентильных, и может быть использовано при разработке и изготовлении указанных ЭМ, в первую очередь моментных (обычно тихоходных) электродвигателей с повышенной равномерностью вращения вала.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей путем обеспечения изготовления сердечников различных конструкций и из различных материалов, в том числе иэ магнитных сплавов.

На фиг. t изображена схема испытаний сердечника, устанавливаемого на статоре 3М и состоящего иэ двух час„.80 „„1585873

2 ти сердечника с неоднородной магнитной структурой, осуществляют их предварительное соединение в обоймах, размещая сердечник коаксиально технологическому приспособлению для замыкания магнитного потока, производят при относительном вращении сердечника и технологического приспособления замер наибольшего и наименьшего значений, например, момента сопротивления вращению и определяют положение частей сердечника, при котором разница указанных значений моментов минимальна. Определение оптимального положения частей сердечника позволяет снизить пульсации момента вращения двигателей и пульсации выходного напряжения генераторов. 3 ил, тей (цель испытаний — определение оптимального взаимного положения частей сердечника ЭМ); на фиг. 2 — крепление на роторе (валу) сердечника, состоящего из двух частей; на фиг. 3 — зависимости от угла a поворота ротора относительно статора двух частных моментов Мс,, М и общего момента Мс сопротивления вращению ротора, обусловленных взаимодействием технологического приспособления для замыкания магнитного потока соответственно с первой, второй частью сердечника и со всем сердечником.

Схема испытаний на фиг. 1 содержит первую часть составного сердечника ЭМ 1, вторую часть этого сердеч— ника 2, технологическое приспособление 3 для замыкания магнитного пото1585873 ка, устанавливаемое коаксиально сер-, дечнику, вал 4, подшипники 5 на этом валу, обоймы 6 и 7, моментомер

8 (показана только его подвижная часть),, подшипники 9 для обеспечения поворота обойм с сердечником, корпус

10 и приводной тихоходный электродвигатель 11. Неподвижная часть моментомера 8, статор электродвигателя 11 и подшипники 9 установлены

10 ,в одном корпусе 10. Ротор этого электродвигателя жестко соединен с обоймой 6.

Первая часть сердечника 1 жестко укреплена в обойме 6 с помощью

15 винтов (не показан), а вторая его часть 2 жестко укреплена в обойме

7 с помощью винтов 12 и может поворачиваться относительно первой часа ти сердечника 1. Винты 13 жестко скрепляют обоймы 6 и 7 между собой.

На наружной поверхности обойм 6 и 7 нанесены риски (см. фиг. 1), которые .позволяют задавать определенные углы

25 поворота второй части сердечника относительно его первой части, как соответствующие углы поворота обоймы

7 относительно обоймы 6, Кроме того, нанесены еще четыре риски: на внутренней (посадочной) поверхности обой- 30 мы б, торцовой поверхности обоймы 7, обращенной к обойме 6, торцовой (правой) поверхности первой части сердечника и наружной цилиндрической поверхности его второй части. Эти 35 риски необходимы для установки частей сердечника в исходное положение и запоминания этого положения.

В исходном положении должны нахо— диться друг против друга две риски 40 на наружной поверхности обоймы б и обоймы 7, а также четыре другие указанные риски на разных частях сердечника и на других поверхностях обойм би7. 45

На фиг. 2 показано, что части 1 и 2 составного вращающегося сердечника могут быть временно жестко связаны между собой и укреплены на валу

4 с помощью двух конических шайб 14 и 15. На наружной цилиндрической поверхности частей сердечника нанесены риски для установки частей сердечника в исходное положение, другие положения и запоминания этих положений.

Коаксиально составному сердечнику установлено технологическое приспособление для замыкания магнитного потока 3 с возможностью поворота относительно неподвижного корпуса приводным электродвигателем (не пока-аны) . Вал 4 соединен с подвижной частью моментомера (не показан) . Неподвижная часть моментомера жестко соединена с указанным корпусом.

Составной сердечник по фиг. 1 и или 2 может быть выполнен в виде магнитопровода якоря ЭМ или в виде индуктора ЭМ с полюсами из постоянных магнитов. Соответственно этому приспособление для замыкания магнитного потока должно быть выполнено в виде индуктора или якоря ЭИ с обмоткой или без обмотки. С составным сердечником также может быть сопряжена соответствующая обмотка. Например, это может быть якорная обмотка, накладываемая Hd. гладкий магнитопровод якоря и не препятствующая взаимному повороту его частей. Части сердеч-. ника — магнитопровода могут быть монолитными (например, для тихоходных, момеFITHhtx электродвигателей) или шихтованными (например, для скоростных и моментных электродвигателей). Они могут иметь пазы (прямые или скошенные) и и >гут их не иметь.

Части сердечника — индуктора могут быть выполнены монолитными из магнитотвердого сплава или сборными из полюсов-магнитов и магнитопровода, на котором установлены полюсами. В обоих случаях полюса могут быть прямыми или скошенными. Между частями индуктора может быть установлена прокладка из материала, не проводящего магнитный поток, для уменьшения магнитного потока рассеяния.

При осуществлении данного способа с целью определения оптимального взаимного положения обеих частей сердечника проводят следующие испытания.

Сначала эти части устанавливают в исходное положение по рискам на них и на обоймах (см.фиг.1) или только по рискам на них (см.фиг.2). Затем с помощью .винтов укрепляют части сердечника в соответствующих обоймах, скрепляют обоймы между собой (см. фиг.1) .или с помощью конических шайб укрепляют части сердечника на валу (см.фиг.2). Далее с помощью приводного электродвигателя осуществляют относительный поворот сердечника и технологического приспособления на угол не менее 2Г. Одновременно с по1585873 сердечника соединяют окончательно в единый сердечник ЭМ.

Углы р взаимного сдвига частей

1" к сердечника относительно исходного положения (для которого p,= О) могут быть, например, следующими, Если сердечник выполнен в виде составного магнитопровода якоря с Z пазами (пазы обеих частей совмещены), 27 то угол л может быть равен — Б(К-1), ! к Z где S — целое число и предпочтительZ но,.чтобы отношение — также было

S u целым числом. Если сердечник выполнен в виде составного гладкого маг- . нитопровода якоря, то угол р может

2Т/ быть равен — (К-1). Предпочтительно п нечетное число п. Если сердечник выполнен в виде составного индуктора, а якорь ЭМ выполнен с Z пазами, то среди значений угла ф должно быть

/( значение, равное вЂ, как наиболее ве40 роятное оптимальное значение, которому соответствует минимум разности R»

Здесь исходному положению (p,= О) .соответствует расположение одноименных полюсов обеих частей индуктора друг против друга. мощью моментомера измеряют момент сопротивления вращению вала Н, или (при наличии якорной обмотки и питании ее соответствующими напряжениями) вращающий момент ЭИ Г! . По резульвр ° татам измерений определяют наибольшее и наименьшее значения измеряемого момента и их разность R . После это1 го аналогичным образом устанавливают части сердечника в другие положения друг относительно друга, сдвигая одну часть относительно другой на угол л и пользуясь указанными рис-!.к к ками, жестко скрепляют их, осуществляют относительный поворот сердечника и технологического приспособления, измеряют момент Г! или М в » определяют наибольшее и наименьшее значения измеряемого момента их 20 разности R,...,R R „(и ъ 2 к число взаимных положений частей сердечника). По результатам описанных испытаний определяют то взаимное положение частей сердечника, при ко- 25 тором разность измеряемого момента минимальна. В этом положении части

Выполнение в виде двух частей сердечника ЭМ, работающей в режиме двигателя, проведение испытаний сердечника для различных взаимных положе- ний этих частей, определение и обеспечение по результатам испытаний оптимального взаимного положения частей сердечника необходимы для уменьшения пульсации момента сопротивления вращению вала М, а следовательно, и пульсации вращающего момента электродвигателя с указанным сердечником.

Пульсация момента уменьшается благодаря тому, что при оптимальном взаимном положении ч: стей сердечника пульсация момента Мс, обусловленная взаимодействием технологического приспособления для 3aMbiKания магнитного потока (т.е. индуктора или магнитопровода якоря ЭМ) с одной из частей сердечника, и пульсация момента М, обусловленная взаимодействием этого приспособления с другой частью сердечника, взаимно уничтожаются или по крайней мере значительно взаимно ослабляются. Это видно из фиг.3.

Благодаря меньшей пульсации вращающего момента ЭМ с составным сердечником имеет большую равномерность вращения вала для двигательного режима работы.

Эффективность уменьшения пульсации .момента Мс для двигательного режима работы ЭМ можно пояснить следующим образом.

Если, например, ЭМ имеет обычный сердечник, электромагнитный момент

М приближенно не зависит от угла а момент сопротивления М изме»

C няется в пределах

M = (О, 15 + О, 05) ° М зм» то вращающий момент М изменяется в пределах

M = M эм M с= (0»8-0,9) Мэм а его пульсация соответственно равна

Π9 — 0,8

0,9+ 0,8

Если же ЭМ выполнена с сердечником из двух частей с оптимальным их взаимным смещением (как это предложено), то изменения моментов М с и

М значительно меньше, например, Мс (О 15 + 0,02) Мэм»

1585873

M = (0,83 — 0,87) ° M метров минимальна.

Рие.2

0,87 — 0,83 - 2 4Х < 67.

0,87 + 0,83

Аналогично преимущество пред ложенного технического решения и для генераторного режима работы ЭМ, заключающееся в меньшей пульсации выходного (выпрямленного) напряжения. 1О

Формула и з о б р е т е н и я

Способ изготовления сердечника электрической машины, согласно которому изготавливают две части сердечника с неоднородной магнитной струк..-урой, устанавливают части одна оч=

1 носительно другой в положение, при котором магнитная асимметрия имеет . минимальное значен4е, и соединяют их, отличающийся тем, что, с целью расширения технологи <еских возможностей путем обеспечения изготовления сердечников различных конструкций и иэ различных материалов, в том числе иэ магнитных сплавов, перед установкой частей сердечника их предварительно соединяют одна с другой в различных положениях, при каждом из которых раэмещают сердечник коаксиально технологическому приспособлению для замыкания магнитного потока, осуществляют относительное вращение сердечника и технологического приспособления, измеряют наибольшее и наименьшее значения момента сопротивления враще-. нию или вращающего момента и определяют положение частей сердечника, при котором разница наибольшего и наименьшего значений указанных пара1585873

Мс

Составитель Н.Богачев

Техред Л.Сердюкова Корректор С. ИекмаР

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 2331 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101