專(zhuān)利名稱(chēng)：帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)結(jié)構(gòu)和制造方面的發(fā)明，是一種閉口槽電機(jī)。
在電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中存在著一對(duì)矛盾從嵌線方便的角度看，需要槽口大些好，從減小定、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩，并且槽楔底面不敢平齒頂面，使效果受到限制。
本發(fā)明采用磁性套筒式結(jié)構(gòu)的電機(jī)，使開(kāi)口槽電機(jī)加上磁性套筒后電機(jī)變成閉口槽電機(jī)?？梢詫?shí)現(xiàn)以下目的1、可使多種類(lèi)型、規(guī)格的電機(jī)都做成開(kāi)口槽嵌線、閉口槽裝配，使電機(jī)的嵌線工藝、質(zhì)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(zhuǎn)子的等效氣隙和減小磁諧波損耗，其效果不亞于半閉口槽，使原本是開(kāi)口槽的電機(jī)性能提高。
本發(fā)明的特征是將電機(jī)鐵芯做成開(kāi)口槽，嵌好線以后再裝上磁性套筒，將開(kāi)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(duì)定子而言，磁性套筒圓環(huán)的周長(zhǎng)等于定子內(nèi)圓周長(zhǎng)，它是緊貼地嵌套、粘接在定子內(nèi)圓表面，

圖1是一個(gè)定子剖面，1是磁性套筒，2是定子鐵芯；對(duì)轉(zhuǎn)子而言，它是緊貼地箍套、粘接在在轉(zhuǎn)子外表面，圖2中，3是磁性套筒，4是轉(zhuǎn)子鐵芯，磁性套筒下一定是圓形。粘接磁性套筒與定、轉(zhuǎn)子鐵芯的粘接劑的耐溫等級(jí)要與電機(jī)相匹配，同時(shí)，粘接劑還起了使磁性套筒的環(huán)與環(huán)之間以及環(huán)與鐵芯齒面之間的絕緣作用。從電機(jī)性能的角度來(lái)看，磁性套筒應(yīng)該是渦流小和齒間漏磁小。圖3是由一組鐵磁性材料(如硅鋼片)制成的薄壁圓環(huán)組成，這些薄壁環(huán)之間互相絕緣，每個(gè)環(huán)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(guò)大，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩降低等不利影響。根據(jù)電機(jī)類(lèi)型和規(guī)格的不同，厚度在0.1-5MM之間，寬度在0.3-20之間，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定數(shù)據(jù)。嵌好線圈以后，將這些鐵磁圓環(huán)套入鐵芯，電機(jī)就成了圖1、圖2形狀的磁性套筒式閉口槽電機(jī)。由于要強(qiáng)調(diào)裝配、使用的可靠性，所以又產(chǎn)生了帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)，由于這些因素，磁性套筒的結(jié)構(gòu)、性狀、尺寸就有許多特征。
磁性套筒的幾種基本結(jié)構(gòu)如下1、先描述一種最直觀的結(jié)構(gòu)，圖3是由一組鐵磁性材料(如硅鋼片)制成的薄壁圓環(huán)組成，這些薄壁環(huán)由硅鋼片剪切、焊接而成，所以厚度就是硅鋼片的厚度(0.35、0.5MM或特制成0.6-4MM厚的硅鋼片)，對(duì)中小型電機(jī)而言，寬度K控制在10mm以下為好，環(huán)寬度不大于定子的鐵芯齒寬比較合理，以免環(huán)面的渦流太大，當(dāng)然，如果強(qiáng)調(diào)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(yù)先用鐵磁性材料制成一卷線狀的材料，其截面可以是矩形或圓形，例如用滾剪將卷筒硅鋼片剪成許多卷窄的硅鋼片長(zhǎng)條，稱(chēng)磁性線。待鐵芯齒面和磁性線涂好膠以后，將這種磁性線緊貼并粘接在鐵芯齒表面繞制呈彈簧狀(圖4)。
3、由于很多價(jià)值昂貴的電機(jī)非常重視可靠性，單用一些簡(jiǎn)單的環(huán)組成的磁性套筒就顯得不夠安全，于是提出了帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)，這種電機(jī)的磁性套筒和電機(jī)鐵芯都有一些變化，帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的定子磁性套筒兩邊帶齒，具體結(jié)構(gòu)如下(圖5)首先將硅鋼片沖剪成兩邊帶齒A的長(zhǎng)條(齒寬T1小于鐵芯齒寬T2)，然后將齒面折彎90°，做成圖5形狀的齒面A與長(zhǎng)條面B垂直的長(zhǎng)條，再焊接成帶齒圓環(huán)，組成圖6形狀的帶齒磁性套筒，環(huán)上的齒(以后簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)齒)對(duì)應(yīng)于定子鐵芯的齒，環(huán)齒A插入定子鐵芯齒的疊片當(dāng)中，當(dāng)然，電機(jī)鐵芯齒中對(duì)應(yīng)于環(huán)齒的部位要相應(yīng)地預(yù)留許多小縫隙，環(huán)齒就插在并粘接在這些小縫隙中。這種結(jié)構(gòu)的定子的鐵芯的制造可以采用以下方法設(shè)磁性套筒每環(huán)的寬度為K，環(huán)齒高為G，定子沖片的內(nèi)圓半徑為R，那么再?zèng)_一些內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，在鐵芯疊片時(shí)，每隔K的厚度就疊兩片內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，于是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為兩片硅鋼片寬的縫隙，使得每個(gè)環(huán)齒A都有對(duì)應(yīng)的縫隙，圖11中的右部是齒A插入鐵芯的示意圖，P是內(nèi)圓半徑為R+G的鐵芯。電機(jī)裝上加強(qiáng)型磁性套筒以后，從外觀上看，與普通的圓環(huán)式磁性套筒一樣，但實(shí)際上由于加強(qiáng)型磁性套筒的環(huán)齒與鐵芯齒結(jié)成了一體，所以環(huán)掉下來(lái)的可能性大大減小。可靠性增加。
4、對(duì)于轉(zhuǎn)子而言，帶齒環(huán)是無(wú)法箍套上去的，可以用纏繞法或?qū)D5的帶齒長(zhǎng)條套緊在轉(zhuǎn)子上以后，再將接口焊接。當(dāng)然，鐵芯上相應(yīng)的位置也要預(yù)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制成圖7圓筒形狀，此材料要求電阻率高，就目前來(lái)說(shuō)采用鐵氧體、高硅鋁鋼或超高硅鋁鋼比較好，也可用鐵磁性粉末和粘結(jié)膠制成。
6、圖7的金屬整塊式磁性磁套筒的渦流很大，開(kāi)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(kāi)一些長(zhǎng)縫6，圖9是在整塊式磁芯套筒的基體上沿圓周向割開(kāi)一些長(zhǎng)縫7，并注入樹(shù)脂膠用來(lái)彌補(bǔ)強(qiáng)度和加強(qiáng)絕緣，割縫分布形狀的其它方式是容易設(shè)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(huán)組成的磁性套筒。
7、編織式的磁性套筒對(duì)于批量大的電機(jī)是很有益的，圖10是一個(gè)編織式的磁性套，在對(duì)應(yīng)于槽口的部位11，用一些非金屬的絲線將一組單個(gè)的磁性圓環(huán)編織成一個(gè)完整的磁性套筒，11是被編織的部分，也是對(duì)應(yīng)于槽口的部分。整個(gè)磁性套筒粘接在鐵芯上。
8、環(huán)齒與鐵芯齒不一定只是一一對(duì)應(yīng)的，可以是環(huán)齒多，也可以是鐵芯齒多，也可以是環(huán)齒兩邊不對(duì)稱(chēng)等等，其變化不勝枚舉。也可以是環(huán)齒寬T1小于鐵芯齒寬T2的一半的半寬齒，定子鐵芯每隔K的厚度就疊一片內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，于是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為一片硅鋼片寬的縫隙，使得每個(gè)環(huán)齒都有對(duì)應(yīng)的縫隙。相鄰兩個(gè)環(huán)的半寬齒不是并排相貼，而是前后相錯(cuò)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(nèi)圓半徑為R+G的鐵芯。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的特征是將電機(jī)鐵芯做成開(kāi)口槽，嵌好線以后再裝上磁性套筒，將開(kāi)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(duì)定子而言，磁性套筒圓環(huán)的周長(zhǎng)等于定子內(nèi)圓周長(zhǎng)，它是緊貼地嵌套、粘接在定子內(nèi)圓表面，圖1是一個(gè)定子剖面，1是磁性套筒，2是定子鐵芯；對(duì)轉(zhuǎn)子而言，它是緊貼地箍套、粘接在在轉(zhuǎn)子外表面，圖2中，3是磁性套筒，4是轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子磁性套筒不一定是圓形。粘接磁性套筒與定、轉(zhuǎn)子鐵芯的粘接劑的耐溫等級(jí)要與電機(jī)相匹配，同時(shí)，粘接劑還起了使磁性套筒的環(huán)與環(huán)之間以及環(huán)與鐵芯齒面之間的絕緣作用。從電機(jī)性能的角度來(lái)看，磁性套筒應(yīng)該是渦流小和齒間漏磁小。圖3是由一組鐵磁性材料(如硅鋼片)制成的薄壁圓環(huán)組成，這些薄壁環(huán)之間互相絕緣，每個(gè)環(huán)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(guò)大，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩降低等不利影響。根據(jù)電機(jī)類(lèi)型和規(guī)格的不同，厚度在0.1-5MM之間，寬度在0.3-20之間，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定數(shù)據(jù)。嵌好線圈以后，將這些鐵磁圓環(huán)套入鐵芯，電機(jī)就成了圖1、圖2形狀的磁性套筒式閉口槽電機(jī)。由于要強(qiáng)調(diào)裝配、使用的可靠性，所以又產(chǎn)生了帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)，由于這些因素，磁性套筒的結(jié)構(gòu)、性狀、尺寸就有許多特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，圖3是由一組鐵磁性材料(如硅鋼片)制成的薄壁圓環(huán)組成，這些薄壁環(huán)由硅鋼片剪切、焊接而成，所以厚度就是硅鋼片的厚度(0.35、0.5MM或特制成0.6-3MM厚的硅鋼片)，寬度K控制在10mm以下為好，環(huán)寬度不大于定子的鐵芯齒寬比較合理，以免環(huán)面的渦流太大，當(dāng)然，如果強(qiáng)調(diào)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(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，預(yù)先用鐵磁性材料制成一卷線狀的材料，其截面可以是矩形或圓形，例如用滾剪將卷筒硅鋼片剪成許多卷窄的硅鋼片長(zhǎng)條，稱(chēng)磁性線。待鐵芯齒面和磁性線涂好膠以后，將這種磁性線緊貼并粘接在鐵芯齒表面繞制呈彈簧狀(圖4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，由于很多價(jià)值昂貴的電機(jī)非常重視可靠性，單用一些簡(jiǎn)單的環(huán)組成的磁性套筒就顯得不夠安全，于是提出了帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)，這種電機(jī)的磁性套筒和電機(jī)鐵芯都有一些變化，帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的定子磁性套筒兩邊帶齒，具體結(jié)構(gòu)如下(圖5)首先將硅鋼片沖剪成兩邊帶齒A的長(zhǎng)條(齒寬T1小于鐵芯齒寬T2)，然后將齒面折彎90°，做成圖5形狀的齒面A與長(zhǎng)條面B垂直的長(zhǎng)條，再焊接成帶齒圓環(huán)，組成圖6形狀的帶齒磁性套筒，環(huán)上的齒(以后簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)齒)對(duì)應(yīng)于定子鐵芯的齒，環(huán)齒A插入定子鐵芯齒的疊片當(dāng)中，當(dāng)然，電機(jī)鐵芯齒中對(duì)應(yīng)于環(huán)齒的部位要相應(yīng)地預(yù)留許多小縫隙，環(huán)齒就插在并粘接在這些小縫隙中。這種結(jié)構(gòu)的定子的鐵芯的制造可以采用以下方法設(shè)磁性套筒每環(huán)的寬度為K，環(huán)齒高為G，定子沖片的內(nèi)圓半徑為R，那么再?zèng)_一些內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，在鐵芯疊片時(shí)，每隔K的厚度就疊兩片內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，于是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為兩片硅鋼片寬的縫隙，使得每個(gè)環(huán)齒A都有對(duì)應(yīng)的縫隙，圖11中的右部是齒A插入鐵芯的示意圖，P是內(nèi)圓半徑為R+G的鐵芯
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，對(duì)于轉(zhuǎn)子而言，帶齒環(huán)是無(wú)法箍套上去的，可以用纏繞法或?qū)D5的帶齒長(zhǎng)條套緊在轉(zhuǎn)子上以后，再將接口焊接。當(dāng)然，鐵芯上相應(yīng)的位置也要預(yù)留縫隙用作插齒的需要。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，磁性套筒還可由整塊的軟磁性材料制成圖7的圓筒形狀，此材料要求電阻率高，就目前來(lái)說(shuō)采用鐵氧體、高硅鋁鋼或超高硅鋁鋼比較好，也可用鐵磁性粉末和粘結(jié)膠制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，圖7的金屬整塊式磁性磁套筒的渦流很大，開(kāi)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(kāi)一些長(zhǎng)縫6，圖9是在整塊式磁必套筒的基體上沿圓周向割開(kāi)一些長(zhǎng)縫7，并注入樹(shù)脂膠用來(lái)彌補(bǔ)強(qiáng)度和加強(qiáng)絕緣，割縫分布形狀的其它方式是容易設(shè)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3一樣短的磁性環(huán)組成的磁性套筒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，編織式的磁性套筒對(duì)于批量大的電機(jī)是很有益的，圖10是一個(gè)編織式的磁性套，在對(duì)應(yīng)于槽口的部位11，用一些非金屬的絲線將一組單個(gè)的磁性圓環(huán)編織成一個(gè)完整的磁性套筒，11是被編織的部分，也是對(duì)應(yīng)于槽口的部分。整個(gè)磁性套筒粘接在鐵芯上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是磁性套筒的結(jié)構(gòu)，環(huán)齒與鐵芯齒不一定只是一一對(duì)應(yīng)的，可以是環(huán)齒多，也可以是鐵芯齒多，也可以是環(huán)齒兩邊不對(duì)稱(chēng)等等，其變化不勝枚舉。也可以是環(huán)齒寬T1小于鐵芯齒寬T2的一半的半寬齒，定子鐵芯每隔K的厚度就疊一片內(nèi)圓半徑為R+G的沖片，于是就在鐵芯齒中每隔厚度K形成了一些深度為G，縫寬為一片硅鋼片寬的縫隙，使得每個(gè)環(huán)齒都有對(duì)應(yīng)的縫隙。相鄰兩個(gè)環(huán)的半寬齒不是并排相貼，而是前后相錯(cuò)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(nèi)圓半徑為R+G的鐵芯。
全文摘要
本發(fā)明屬于電機(jī)結(jié)構(gòu)和制造方面的發(fā)明,是一種閉口槽電機(jī)。其特征是將電機(jī)鐵芯做成開(kāi)口槽,嵌好線以后再裝上磁性套筒,將開(kāi)口槽封閉成閉口槽。磁性套筒由一組鐵磁性材料(如硅鋼片)制成的帶齒薄壁圓環(huán)組成,這些薄壁環(huán)之間互相絕緣,根據(jù)電機(jī)類(lèi)型和規(guī)格的不同,厚度在0.1—5MM之間,寬度在0.3—20之間,由于要強(qiáng)調(diào)裝配、使用的可靠性,所以產(chǎn)生了帶加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的磁性套筒式電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K15/02GK1173062SQ96118288
公開(kāi)日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1996年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者陳啟星 申請(qǐng)人:陳啟星