帶加強結構的磁性套筒式電機的製作方法
2023-06-11 04:02:36 2
專利名稱：帶加強結構的磁性套筒式電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於電機結構和製造方面的發明，是一種閉口槽電機。
在電機結構的設計中存在著一對矛盾從嵌線方便的角度看，需要槽口大些好，從減小定、轉子的等效氣隙和減小磁諧波損耗的角度看，需要槽口小些好，目前的磁性槽楔能降低等效氣隙和減小磁諧波損耗，提高效率，但是它齒間漏磁較大，降低了轉矩，並且槽楔底面不敢平齒頂面，使效果受到限制。
本發明採用磁性套筒式結構的電機，使開口槽電機加上磁性套筒後電機變成閉口槽電機。可以實現以下目的1、可使多種類型、規格的電機都做成開口槽嵌線、閉口槽裝配，使電機的嵌線工藝、質量、槽滿率、線間絕緣都得到改善而不降低其性能；2、減小定、轉子的等效氣隙和減小磁諧波損耗，其效果不亞於半閉口槽，使原本是開口槽的電機性能提高。
本發明的特徵是將電機鐵芯做成開口槽，嵌好線以後再裝上磁性套筒，將開口槽封閉成閉口槽。磁性套筒由鐵磁性或亞鐵磁性材料做成，對定子而言，磁性套筒圓環的周長等於定子內圓周長，它是緊貼地嵌套、粘接在定子內圓表面，
圖1是一個定子剖面，1是磁性套筒，2是定子鐵芯；對轉子而言，它是緊貼地箍套、粘接在在轉子外表面，圖2中，3是磁性套筒，4是轉子鐵芯，磁性套筒不一定是圓形。粘接磁性套筒與定、轉子鐵芯的粘接劑的耐溫等級要與電機相匹配，同時，粘接劑還起了使磁性套筒的環與環之間以及環與鐵芯齒面之間的絕緣作用。從電機性能的角度來看，磁性套筒應該是渦流小和齒間漏磁小。圖3是由一組鐵磁性材料(如矽鋼片)製成的薄壁圓環組成，這些薄壁環之間互相絕緣，每個環的寬度K不能太寬，太寬則渦流太大，但太窄則工藝性差；厚度D也不能太厚，太厚則引起齒間漏磁過大，會產生轉矩降低等不利影響。根據電機類型和規格的不同，厚度在0.1-5MM之間，寬度在0.3-20之間，要根據實驗確定數據。嵌好線圈以後，將這些鐵磁圓環套入鐵芯，電機就成了圖1、圖2形狀的磁性套筒式閉口槽電機。由於要強調裝配、使用的可靠性，所以又產生了帶加強結構的磁性套筒式電機，由於這些因素，磁性套筒的結構、性狀、尺寸就有許多特徵。
磁性套筒的幾種基本結構如下1、先描述一種最直觀的結構，圖3是由一組鐵磁性材料(如矽鋼片)製成的薄壁圓環組成，這些薄壁環由矽鋼片剪切、焊接而成，所以厚度就是矽鋼片的厚度(0.35或0.5MM)，對中小型電機而言，寬度K控制在10mm以下為好，環寬度不大於定子的鐵芯齒寬比較合理，以免環面的渦流太大，當然，如果強調工藝性的話，寬一些也可以，只是它的渦流損耗偏大一些。，2、預先用鐵磁性材料製成一卷線狀的材料，其截面可以是矩形或圓形，例如用滾剪將捲筒矽鋼片剪成許多卷窄的矽鋼片長條，稱磁性線。待鐵芯齒面和磁性線塗好膠以後，將這種磁性線緊貼並粘接在鐵芯齒表面繞制呈彈簧狀(圖4)。
3、由於很多價值昂貴的電機非常重視可靠性，單用一些簡單的環組成的磁性套筒就顯得不夠安全，於是提出了帶加強結構的磁性套筒式電機，這種電機的磁性套筒和電機鐵芯都有一些變化，帶加強結構的定子磁性套筒兩邊帶齒，具體結構如下(圖5)首先將矽鋼片衝剪成兩邊帶齒A的長條(齒寬T1小於鐵芯齒寬T2)，然後將齒面折彎90°，做成圖5形狀的齒面A與長條面B垂直的長條，再焊接成帶齒圓環，組成圖6形狀的帶齒磁性套筒，環上的齒(以後簡稱環齒)對應於定子鐵芯的齒，環齒A插入定子鐵芯齒的疊片當中，當然，電機鐵芯齒中對應於環齒的部位要相應地預留許多小縫隙，環齒就插在並粘接在這些小縫隙中。這種結構的定子的鐵芯的製造可以採用以下方法設磁性套筒每環的寬度為K，環齒高為G，定子衝片的內圓半徑為R，那麼再衝一些內圓半徑為R＋G的衝片，在鐵芯疊片時，每隔K的厚度就疊兩片內圓半徑為R＋G的衝片，於是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為兩片矽鋼片寬的縫隙，使得每個環齒A都有對應的縫隙，圖11中的右部是齒A插入鐵芯的示意圖，P是內圓半徑為R＋G的鐵芯。電機裝上加強型磁性套筒以後，從外觀上看，與普通的圓環式磁性套筒一樣，但實際上由於加強型磁性套筒的環齒與鐵芯齒結成了一體，所以環掉下來的可能性大大減小。可靠性增加。
4、對於轉子而言，帶齒環是無法箍套上去的，可以用纏繞法或將圖5的帶齒長條套緊在轉子上以後，再將接口焊接。當然，鐵芯上相應的位置也要預留縫隙用作插齒的需要。
5、磁性套筒還可由整塊的軟磁性材料製成圖7圓筒形狀，此材料要求電阻率高，就目前來說採用鐵氧體、高矽鋁鋼或超高矽鋁鋼比較好，也可用鐵磁性粉末和粘結膠製成。
6、圖7的金屬整塊式磁性磁套筒的渦流很大，開一些縫可以減小渦流，圖8是在整塊式磁性套筒的基體上沿軸向割開一些長縫6，圖9是在整塊式磁芯套筒的基體上沿圓周向割開一些長縫7，並注入樹脂膠用來彌補強度和加強絕緣，割縫分布形狀的其它方式是容易設想的，不能窮舉。如果圖9中的圓周向割縫7的割一整圓，則圖9成了一組與圖3一樣短的磁性環組成的磁性套筒。
7、編織式的磁性套筒對於批量大的電機是很有益的，圖10是一個編織式的磁性套，在對應於槽口的部位11，用一些非金屬的絲線將一組單個的磁性圓環編織成一個完整的磁性套筒，11是被編織的部分，也是對應於槽口的部分。整個磁性套筒粘接在鐵芯上。
8、環齒與鐵芯齒不一定只是一一對應的，可以是環齒多，也可以是鐵芯齒多，也可以是環齒兩邊不對稱等等，其變化不勝枚舉。也可以是環齒寬T1小於鐵芯齒寬T2的一半的半寬齒，定子鐵芯每隔K的厚度就疊一片內圓半徑為R＋G的衝片，於是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為一片矽鋼片寬的縫隙，使得每個環齒都有對應的縫隙。相鄰兩個環的半寬齒不是並排相貼，而是前後相錯共插入鐵芯齒縫中，圖11中的左部是半寬齒E、F插入鐵芯的示意圖，P是內圓半徑為R＋G的鐵芯。
權利要求
1.本發明的特徵是將電機鐵芯做成開口槽，嵌好線以後再裝上磁性套筒，將開口槽封閉成閉口槽。磁性套筒由鐵磁性或亞鐵磁性材料做成，對定子而言，磁性套筒圓環的周長等於定子內圓周長，它是緊貼地嵌套、粘接在定子內圓表面，圖1是一個定子剖面，1是磁性套筒，2是定子鐵芯；對轉子而言，它是緊貼地箍套、粘接在在轉子外表面，圖2中，3是磁性套筒，4是轉子鐵芯，磁性套筒不一定是圓形。粘接磁性套筒與定、轉子鐵芯的粘接劑的耐溫等級要與電機相匹配，同時，粘接劑還起了使磁性套筒的環與環之間以及環與鐵芯齒面之間的絕緣作用。從電機性能的角度來看，磁性套筒應該是渦流小和齒間漏磁小。圖3是由一組鐵磁性材料(如矽鋼片)製成的薄壁圓環組成，這些薄壁環之間互相絕緣，每個環的寬度K不能太寬，太寬則渦流太大，但太窄則工藝性差；厚度D也不能太厚，太厚則引起齒間漏磁過大，會產生轉矩降低等不利影響。根據電機類型和規格的不同，厚度在0.1-5MM之間，寬度在0.3-20之間，要根據實驗確定數據。嵌好線圈以後，將這些鐵磁圓環套入鐵芯，電機就成了圖1、圖2形狀的磁性套筒式閉口槽電機。由於要強調裝配、使用的可靠性，所以又產生了帶加強結構的磁性套筒式電機，由於這些因素，磁性套筒的結構、性狀、尺寸就有許多特徵。
2.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，圖3是由一組鐵磁性材料(如矽鋼片)製成的薄壁圓環組成，這些薄壁環由矽鋼片剪切、焊接而成，所以厚度就是矽鋼片的厚度(0.35或0.5MM)，對中小型電機而言，寬度K控制在10mm以下為好，環寬度不大於定子的鐵芯齒寬比較合理，以免環面的渦流太大，當然，如果強調工藝性的話，寬一些也可以，只是它的渦流損耗偏大一些。，
3.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，預先用鐵磁性材料製成一卷線狀的材料，其截面可以是矩形或圓形，例如用滾剪將捲筒矽鋼片剪成許多卷窄的矽鋼片長條，稱磁性線。待鐵芯齒面和磁性線塗好膠以後，將這種磁性線緊貼並粘接在鐵芯齒表面繞制呈彈簧狀(圖4)。
4.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，由於很多價值昂貴的電機非常重視可靠性，單用一些簡單的環組成的磁性套筒就顯得不夠安全，於是提出了帶加強結構的磁性套筒式電機，這種電機的磁性套筒和電機鐵芯都有一些變化，帶加強結構的定子磁性套筒兩邊帶齒，具體結構如下(圖5)首先將矽鋼片衝剪成兩邊帶齒A的長條(齒寬T1小於鐵芯齒寬T2)，然後將齒面折彎90°，做成圖5形狀的齒面A與長條面B垂直的長條，再焊接成帶齒圓環，組成圖6形狀的帶齒磁性套筒，環上的齒(以後簡稱環齒)對應於定子鐵芯的齒，環齒A插入定子鐵芯齒的疊片當中，當然，電機鐵芯齒中對應於環齒的部位要相應地預留許多小縫隙，環齒就插在並粘接在這些小縫隙中。這種結構的定子的鐵芯的製造可以採用以下方法設磁性套筒每環的寬度為K，環齒高為G，定子衝片的內圓半徑為R，那麼再衝一些內圓半徑為R＋G的衝片，在鐵芯疊片時，每隔K的厚度就疊兩片內圓半徑為R＋G的衝片，於是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為兩片矽鋼片寬的縫隙，使得每個環齒A都有對應的縫隙，圖11中的右部是齒A插入鐵芯的示意圖，P是內圓半徑為R＋G的鐵芯
5.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，對於轉子而言，帶齒環是無法箍套上去的，可以用纏繞法或將圖5的帶齒長條套緊在轉子上以後，再將接口焊接。當然，鐵芯上相應的位置也要預留縫隙用作插齒的需要。
6.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，磁性套筒還可由整塊的軟磁性材料製成圖7的圓筒形狀，此材料要求電阻率高，就目前來說採用鐵氧體、高矽鋁鋼或超高矽鋁鋼比較好，也可用鐵磁性粉末和粘結膠製成。
7.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，圖7的金屬整塊式磁性磁套筒的渦流很大，開一些縫可以減小渦流，圖8是在整塊式磁性套筒的基體上沿軸向割開一些長縫6，圖9是在整塊式磁必套筒的基體上沿圓周向割開一些長縫7，並注入樹脂膠用來彌補強度和加強絕緣，割縫分布形狀的其它方式是容易設想的，不能窮舉。如果圖9中的圓周向割縫7的割一整圓，則圖8成了一組與圖3一樣由短的磁性環組成的磁性套筒。
8.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，編織式的磁性套筒對於批量大的電機是很有益的，圖10是一個編織式的磁性套，在對應於槽口的部位11，用一些非金屬的絲線將一組單個的磁性圓環編織成一個完整的磁性套筒，11是被編織的部分，也是對應於槽口的部分。整個磁性套筒粘接在鐵芯上。
9.根據權利要求1所述的電機結構，其進一步的特徵是磁性套筒的結構，環齒與鐵芯齒不一定只是一一對應的，可以是環齒多，也可以是鐵芯齒多，也可以是環齒兩邊不對稱等等，其變化不勝枚舉。也可以是環齒寬T1小於鐵芯齒寬T2的一半的半寬齒，定子鐵芯每隔K的厚度就疊一片內圓半徑為R＋G的衝片，於是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為一片矽鋼片寬的縫隙，使得每個環齒都有對應的縫隙。相鄰兩個環的半寬齒不是並排相貼，而是前後相錯共插入鐵芯齒縫中，圖11中的左部是半寬齒E、F插入鐵芯的示意圖，P是內圓半徑為R＋G的鐵芯。
全文摘要
本發明屬於電機結構和製造方面的發明，是一種閉口槽電機。其特徵是將電機鐵芯做成開口槽，嵌好線以後再裝上磁性套筒，將開口槽封閉成閉口槽。磁性套筒由鐵磁性或亞鐵磁性材料做成。附圖是由一組鐵磁性材料(如矽鋼片)製成的帶齒薄壁圓環組成，這些薄壁環之間互相絕緣，根據電機類型和規格的不同，磁環厚度在0.1-5MM之間，寬度在0.3-20之間，由於要強調裝配、使用的可靠性，所以產生了帶加強結構的磁性套筒式電機。
文檔編號H02K3/48GK1155177SQ9611801
公開日1997年7月23日 申請日期1996年1月18日 優先權日1996年1月18日
發明者陳啟星 申請人:陳啟星