緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法與流程
2023-05-29 08:07:36
本發明涉及電機轉子加工工藝的領域，尤其是一種緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法。
背景技術：
社會的不斷發展和科技的進步，人們的日常生活對電能的需求呈現爆炸式增長。目前主要的電能生產方式為將不可再生資源轉換為電能，如火力發電。據有關部門數據統計和預測，地球上現已探明的石油儲藏量只能夠人類充分使用40-50年。另一方面，自70年代中東石油危機以來，國際市場上石油價格居高不下，這樣將無疑增加的設備的生產成本。新能源電機的出現大大地改善了人們的能源利用率和方式，降低了對不可再生資源的依賴性。
考慮到永磁同步電機良好的綜合性能，且作為驅動系統中核心部分，對設備的運行起到至關重要的作用，因此永磁同步電機已被公認為重要發展方向之一。其中，異步啟動永磁同步電機作為永磁同步電機中的重要組成部分，具有不可忽略的用途和作用。該種類的電機的設計是一個多目標、非線性、多領域、強耦合的極限優化設計過程，設計過程中必須兼顧電磁、熱量、力學結構等多領域，使得各個方面達到一種平衡，最大化提升電機性能。電機在工業中應用十分廣泛，但由於目前的快速的發展水平，對使用的電機的尺寸、重量、轉矩、散熱和應用環境有了更為苛刻的要求，也就激發了國內外研究者提出更為良好的電機設計和分析方法。永磁同步電機的優點在於其較大的轉矩和驅動效率，具有高功率密度和寬調速範圍，且沒有勵磁損耗和散熱問題，電機結構簡單，體積比同功率的異步電機小15％以上；其缺點在於高速運行時控制複雜，需解決永磁體防退磁問題，電機造價較高。
在電機的生產和製造過程中，如何以最小的成本製造出性能優良的電機顯得尤為重要，因此，本發明以最小的製造代價和嚴謹的加工方法，提出一種較為新穎的異步啟動永磁同步電機轉子結構加工工藝方法。在加工過程中，主要採用一種耐高溫、性能較高的特效粘合劑，以及耐高溫、高強度非金屬材料碳纖維，進行聯合處理，從而使得該轉子結構具有良好的機械性能和電氣性能，防止電機高速運行過程中，轉子出現較高的振動和摩擦。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：為了克服上述中存在的問題，提供一種緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法，不僅能夠降低電機的生產成本和節約材料，還能夠有效縮短生產周期和供貨時間，並在一定程度上改善電機的性能
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法，具體步驟如下：
a.採用有限元仿真軟體在三維立體結構中，利用多目標耦合仿真計算方法得到最優的電磁設計結構；
b.根據三維結構仿真計算軟體進行結構機械方面核算，判定電機工況下是否會出現事故，在達標基礎之上進行下一步的計算和設計；
c.以電機設計中鼠籠銅條尺寸為基準，設計一套完整的鼠籠銅條，將該電機的轉子鐵芯分為六段，即i～vi，在起始段套上轉子前端板，然後順著鼠籠銅條軸向套在指定位置，進行壓緊和固定；
d.按照仿真計算結果得到的分段磁鋼片，將分段磁鋼片鑲嵌入i中磁鋼片安裝槽口中，在進展下一步之前，需要對該部分進行整理和處理乾淨，防止有灰塵和雜質落入鐵芯中，影響電機的性能；
e.重複(d)中所述的方法，以此分別完成ii～vi五個轉子部分的連接和組裝，第ii段的轉子部分相對於第i段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯的一個嵌入槽的位置，第iii段的轉子部分相對於第ii段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯的一個嵌入槽的位置，第iv段的轉子部分相對於第iii段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯的一個嵌入槽的位置，第v段的轉子部分相對於第iv段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯的一個嵌入槽的位置，第vi段的轉子部分相對於第v段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯的一個嵌入槽的位置；
f.將準備的轉子後端板疊放在最後的鼠籠銅條上面，壓緊、固定和擦拭灰塵，並進行整個轉子結構部分的整理，確保該轉子部分前後突出的銅條長度相同；
g.將準備的四根螺紋拉杆插入固定安裝孔中，進行固定轉子衝片；
h.最後將鼠籠銅條與轉子兩端的銅環進行焊接成型，在進行上述的步驟中，需要注意的是，在鑲嵌磁鋼片和連接轉子各個段位時候，防止其中夾雜灰塵和異物，不然對電機的性能產生較為嚴重的影響。
進一步地，所述的轉子鐵芯的每段鐵芯由80個轉子衝片疊合而成，每個轉子衝片的厚度為0.25mm。
所述的分段磁鋼片表面上塗有耐高溫粘合劑，耐高溫粘合劑，屬於無機氧化銅材料，採用特製高溫溶液，耐高溫1800度，耐高溫無機粘合劑使用方便，可用於耐高溫材料的直接粘接，塗料能直接在400-1000℃的高溫基體表面噴塗，在水分揮發的同時，塗料會瞬間粘附在基體表面，形成的耐高溫保護塗層均勻緻密，抗熱震性能好，防護效果顯著，附著力堅固,可以把無機物體堅固得黏合在一起,不容易分開,塗料耐溫可達到1800℃，另外耐高溫隔熱保溫塗料還有絕緣、防水、隔熱保溫、防潮、阻燃、耐磨、耐酸鹼、重量輕、施工方便、使用壽命長等特點。
本發明的有益效果是，本發明的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法，採用此種設計的工藝方法，將電機轉子鐵芯分為六段，實現了在使用過程中不僅能夠降低電機的生產成本和節約材料，還能夠有效縮短生產周期和供貨時間，並在一定程度上改善電機的性能。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法設計的主視圖；
圖2是本發明的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法設計的側視圖；
圖3是本發明的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法設計的轉子前端板或轉子後端板的結構示意圖。
圖中1.鼠籠銅條，2.轉子鐵芯，3.轉子前端板，4.分段磁鋼片，5.磁鋼片安裝槽口，6.轉子後端板，7.固定安裝孔。
具體實施方式
現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
如圖1～3所示的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法，具體步驟如下：
a.採用有限元仿真軟體在三維立體結構中，利用多目標耦合仿真計算方法得到最優的電磁設計結構；
b.根據三維結構仿真計算軟體進行結構機械方面核算，判定電機工況下是否會出現事故，在達標基礎之上進行下一步的計算和設計；
c.以電機設計中鼠籠銅條1尺寸為基準，設計一套完整的鼠籠銅條1，將該電機的轉子鐵芯2分為六段，即i～vi，轉子鐵芯2的每段鐵芯由80個轉子衝片疊合而成，每個轉子衝片的厚度為0.25mm，在起始段套上轉子前端板3，然後順著鼠籠銅條1軸向套在指定位置，進行壓緊和固定；
d.按照仿真計算結果得到的分段磁鋼片4，在分段磁鋼片4表面塗上耐高溫粘合劑後將鑲嵌入i中磁鋼片安裝槽口5中，在進展下一步之前，需要對該部分進行整理和處理乾淨，防止有灰塵和雜質落入鐵芯中，影響電機的性能；
e.重複(d)中所述的方法，以此分別完成ii～vi五個轉子部分的連接和組裝，第ii段的轉子部分相對於第i段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯2的一個嵌入槽的位置，第iii段的轉子部分相對於第ii段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯2的一個嵌入槽的位置，第iv段的轉子部分相對於第iii段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯2的一個嵌入槽的位置，第v段的轉子部分相對於第iv段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯2的一個嵌入槽的位置，第vi段的轉子部分相對於第v段的轉子部分順時針轉動一個轉子鐵芯2的一個嵌入槽的位置；
f.將準備的轉子後端板6疊放在最後的鼠籠銅條1上面，壓緊、固定和擦拭灰塵，並進行整個轉子結構部分的整理，確保該轉子部分前後突出的銅條長度相同；
g.將準備的四根螺紋拉杆插入固定安裝孔7中，進行固定轉子衝片；
h.最後將鼠籠銅條1與轉子兩端的銅環進行焊接成型。
本發明的緊湊型異步啟動永磁同步電機分段轉子加工工藝方法，在進行上述a～h的步驟中，需要注意的是，在鑲嵌磁鋼片和連接轉子各個段位時候，防止其中夾雜灰塵和異物，不然對電機的性能產生較為嚴重的影響，使得380v-4極-11kw-1500rpm該電機具備良好的機械強度和電氣性能，在該電機的製造方面，不僅能夠降低電機的生產成本和節約材料，還能夠有效縮短生產周期和供貨時間，並在一定程度上改善電機的性能。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。