專利名稱:盤式電動機(jī)的制作方法
本實用新型屬于電機(jī)設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域：
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現(xiàn)行電機(jī)結(jié)構(gòu)的根本特點在于圓筒形定子和圓柱形轉(zhuǎn)子。這種圓柱形電機(jī)存在四大缺點1、硅鋼片利用率低，一般只有55％右左。利用率低的根本原因在于電機(jī)的圓柱形結(jié)構(gòu)。圓柱形電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子沖片都是圓形的，是由矩形硅鋼片“裁條”、“落圓”、“沖槽”制得的。矩形板料制造圓形零件必然產(chǎn)生邊角廢料，按一般沖剪工藝，角料面積占21.5％，條料占5％，邊角廢料占板材總面積的26.5％。為提高硅鋼片利用率，產(chǎn)生了“整張?zhí)撞梅ā?，使邊角料降?7％左右；但是，整張?zhí)撞梅ú粌H勞動強(qiáng)度大，而且還必須取消模具導(dǎo)柱才能生產(chǎn)，又導(dǎo)致對模具和沖床精度要求的提高，生產(chǎn)難度大，所以未能得到推廣。
就電機(jī)結(jié)構(gòu)而言，特別是多極低速電動機(jī)，由于設(shè)計需要，必須有足夠大的轉(zhuǎn)子直徑；因此，一般的轉(zhuǎn)子軛部磁通密度偏低，僅有4000～6000高斯，說明這里的硅鋼片沒有得到充分利用，以8極電動機(jī)為例，如將轉(zhuǎn)子軛部磁密提高到合理值10000高斯，便可節(jié)約硅鋼片7％；因此，有的設(shè)計者考慮采用轉(zhuǎn)子支架方案，以節(jié)省轉(zhuǎn)子軛部多余的材料。但是這只適應(yīng)于多極大功率電機(jī)，大量的中小型電動機(jī)不能采用。
2、鼠籠轉(zhuǎn)子(半閉口槽形)的表面雜散損耗高，按實測法，一般為輸出功率的2～4％。引起雜散損耗的原因，除了設(shè)計槽配合、鑄鋁工藝外，很大程度是由于精車轉(zhuǎn)子時，車刀刃口擠壓槽口形成的硅鋼片毛刺刺入鑄鋁導(dǎo)條，產(chǎn)生渦流“過橋”作用所致。這些雜耗不僅影響電機(jī)效率，而且使電機(jī)溫升增高。
3、電機(jī)體形細(xì)長，難以保證氣隙均勻?，F(xiàn)行電機(jī)為減小體積和重量，設(shè)計者竭力壓縮電機(jī)中心高，因而使電機(jī)體形變得細(xì)長。這樣給電機(jī)制造增加了許多困難，尤以氣隙均勻度很難保證。因為轉(zhuǎn)子的軸承擋距與轉(zhuǎn)子直徑比值過大(Y系列4極電機(jī)的比值為2.12)時，會使轉(zhuǎn)子撓度增加；如不相應(yīng)采取增加轉(zhuǎn)軸直徑，提高鐵芯及其有關(guān)零部件制造質(zhì)量等措施，就很難避免轉(zhuǎn)子不發(fā)生真掃膛。
4、定、轉(zhuǎn)子鐵芯生產(chǎn)率低?，F(xiàn)行圓柱形電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵芯均用圓形沖片柱形疊壓結(jié)構(gòu)。圓形沖片單個沖剪，斷續(xù)加工，生產(chǎn)率低。
由上可知，現(xiàn)行電機(jī)硅鋼片利用率低，雜耗高，電機(jī)細(xì)長難于加工和鐵芯生產(chǎn)率低等問題，全部出在電機(jī)采用圓片疊壓柱式鐵芯的結(jié)構(gòu)。欲解決這些問題，必須對現(xiàn)行圓柱形電機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改革。
本實用新型的目的在于從根本上改革現(xiàn)行電機(jī)的結(jié)構(gòu)，用盤式結(jié)構(gòu)取代圓柱形結(jié)構(gòu)，徹底排除現(xiàn)行電機(jī)存在的缺點。
盤式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理還可用于發(fā)電機(jī)、調(diào)壓器等，因此在電機(jī)制造中，可用沖帶渦卷盤式鐵芯結(jié)構(gòu)取代圓片疊壓柱式鐵芯結(jié)構(gòu)。
盤式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。電機(jī)軸6支承在裝于后端蓋7和風(fēng)罩3上的軸承內(nèi)。軸上通過平鍵裝有盤形轉(zhuǎn)子座。轉(zhuǎn)子座里側(cè)裝有轉(zhuǎn)子鐵芯4，并設(shè)有內(nèi)風(fēng)葉8；外側(cè)設(shè)有外風(fēng)葉5。后端蓋7里側(cè)裝有定子鐵芯1；外側(cè)設(shè)有幅射狀散熱片。后端蓋7和風(fēng)罩3裝在機(jī)座2上。電機(jī)軸從后端蓋伸出，其上有鍵，以輸出動力。
盤式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特征在于定、轉(zhuǎn)子鐵芯象一對磨盤，均用沖有線槽的鋼帶卷成。鋼帶采用卷料硅鋼片，經(jīng)滾剪機(jī)裁成條，然后通過邊沖邊卷、連續(xù)作業(yè)的專用沖槽機(jī)，先制成定、轉(zhuǎn)子沖帶(圖2)；而后將帶卷成盤式鐵芯(圖3)。由于硅鋼帶沖槽時，每相鄰兩圈的槽距按一定關(guān)系遞增；因此，卷后線槽配置呈幅射形。定、轉(zhuǎn)子的槽形、繞組原理、嵌線工藝均同現(xiàn)行電機(jī)。繞線型轉(zhuǎn)子盤式鐵芯結(jié)構(gòu)與定子基本相同。鼠籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁工藝與現(xiàn)行鼠籠轉(zhuǎn)子相同。
盤式轉(zhuǎn)子鐵芯與盤式定子鐵芯的盤面之間形成的環(huán)狀片形氣隙可以調(diào)節(jié)。這不僅使電機(jī)空載電流也隨之可調(diào)而取得最佳值，進(jìn)而提高功率因數(shù)，電機(jī)效率，節(jié)約電能；而且可以制造閉口槽轉(zhuǎn)子鐵芯，無需盤面精車加工。本實用新型設(shè)計專門軸承蓋，通過螺釘調(diào)節(jié)氣隙，并消除竄軸現(xiàn)象。
盤式電動機(jī)通過定、轉(zhuǎn)子兩個方面散熱，散熱能力強(qiáng)。對于封閉電機(jī)，殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)通風(fēng)；殼外設(shè)有外風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)。內(nèi)循環(huán)通風(fēng)是依靠轉(zhuǎn)子周緣的風(fēng)葉產(chǎn)生的氣流使繞組伸出鐵芯的端部和定、轉(zhuǎn)子鐵芯表面得到冷卻。外風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)是利用盤形轉(zhuǎn)子座外側(cè)的風(fēng)葉產(chǎn)生的氣流吹拂冷卻機(jī)殼外表面。
盤式電動機(jī)可以制成臥式或立式；亦可將帶繞組鐵芯裝入機(jī)器內(nèi)制成機(jī)電組合機(jī)械，結(jié)構(gòu)更為合理，效能更為理想。
盤式電動機(jī)的工作原理和現(xiàn)行異步電動機(jī)相同。
盤式電動機(jī)比現(xiàn)行電機(jī)(以封閉式為例)具有以下優(yōu)點與效果1、降低了主要原材料消耗，提高了硅鋼片利用率。
(1)硅鋼片下料由現(xiàn)行方片沖圓改為帶料剪裁，幾乎沒有邊角廢料，利用率提高26.5％。按全國小型電動機(jī)年需硅鋼片10萬噸計算，每年可節(jié)約26500噸，價值4000萬元；這還不包括同類結(jié)構(gòu)的其他產(chǎn)品，如發(fā)電機(jī)、調(diào)壓器以及中型電動機(jī)，同時也不包括多極電動機(jī)軛部挖潛的硅鋼片。
(2)電機(jī)軸長度縮短一半，可節(jié)約圓鋼用量50％。按全國小型電動機(jī)年需圓鋼用量1.6萬噸計算，每年可節(jié)約鋼材8000噸，價值520萬元。
(3)灰口鑄鐵(或者薄鋼板)、電磁線和工業(yè)純鋁等也有所節(jié)約。
2、簡化了定、轉(zhuǎn)子鐵芯制造工藝，減少了工模具及其投資，節(jié)省了勞動工時，提高了勞動生產(chǎn)率。由于盤式電動機(jī)采用硅鋼帶單式?jīng)_槽，邊沖邊卷的新工藝；所以取消了現(xiàn)行圓形沖片沖剪工藝所需的大型工模具，如落圓沖模，燕尾復(fù)式?jīng)_模，定、轉(zhuǎn)子復(fù)式?jīng)_槽模及端板、扣片等模具，可節(jié)省工模具投資30％。
3、電氣性能比現(xiàn)行電機(jī)有所提高，效率提高2％以上，起動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，有足夠的溫升裕度，電氣可靠性高。
4、電機(jī)構(gòu)造簡單，使用維修方便?？梢耘c特殊要求的機(jī)器配套，便于制成機(jī)電組合機(jī)械，造價更低，經(jīng)濟(jì)效益更顯著。
圖1示盤式電動機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1－－定子鐵芯；2－－機(jī)座；3－－風(fēng)罩；4－－轉(zhuǎn)子鐵芯；5－－外風(fēng)葉；6－－電機(jī)軸；7－－后端蓋；8－－內(nèi)風(fēng)葉。
圖2示定、轉(zhuǎn)子沖帶圖。圖中A－－定子沖帶；B－－轉(zhuǎn)子沖帶；t－－槽距；△1、△2……－－相鄰兩圈線槽距增量。
圖3示沖帶渦卷盤式定子鐵芯圖。圖中1－－定子鐵芯；2－－繞組；3－－線槽。
權(quán)利要求
盤式電動機(jī)屬于電機(jī)設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域：
。一種由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座構(gòu)成的盤式電動機(jī)，其特征是a、定、轉(zhuǎn)子鐵芯均為沖帶渦卷盤式結(jié)構(gòu)，沖有線槽的薄硅鋼帶卷成盤狀鐵芯，線槽呈幅射狀。b、可調(diào)氣隙。定子鐵芯1軸向固定，轉(zhuǎn)子鐵芯4通過調(diào)節(jié)螺釘軸向移動而調(diào)節(jié)。c、定、轉(zhuǎn)子雙方散熱。定子固定在后端蓋7的內(nèi)側(cè)，后端蓋外側(cè)有散熱片；轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)子座上，轉(zhuǎn)子座外側(cè)有外風(fēng)葉5，內(nèi)側(cè)有內(nèi)風(fēng)葉8。d、前端蓋與風(fēng)罩3合為一體，中央有軸承座，端面有通風(fēng)孔，周緣與機(jī)座2的殼體相聯(lián)。
專利摘要
盤式電動機(jī)屬于電機(jī)設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域：
。其定、轉(zhuǎn)子鐵芯均為沖帶渦卷盤式結(jié)構(gòu)；可調(diào)氣隙；定、轉(zhuǎn)子雙方散熱。硅鋼片利用率由現(xiàn)行電機(jī)的55％提高到81％；生產(chǎn)工模具節(jié)省投資30％；電機(jī)效率提高2％；起動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，溫升裕度大；結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，運行可靠，使用維護(hù)簡便。特別適于制造中小型單、三相低速交流電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)壓器和機(jī)電合一的組合機(jī)械。
文檔編號H02K1/22GK85203304SQ85203304
公開日1986年7月23日 申請日期1985年8月5日
發(fā)明者孫學(xué)政, 徐光第 申請人:徐光第導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan