Способ изготовления сердечника электрической машины

во СССР 2, 1985 теи цел тимал ьн й серде ление на росостоящегофиг. 3 - за ота ротор частных мом мента Мс сс тора, обусл технологическ замыкания маг ком.1 соде о серде ого сер испособ ного по ика ика е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКАЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к конструированию и проиэвод"тву электрических машин. Целью изобретения является расширение технопогических возможностей изготовления сердечниковиэ различных материалов и различныхконструкций, 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, 1 изображена схема испыта ний сердечника, устанавливаемого на статоре ЭМ и состоящего иэ двух части сердечника с неоднородной магнитной структурой, осуществляют их предварительное соединение в обоймах,размещая сердечник коаксиально технологическому приспособлению для замыкания магнитного потока, производятпри относительном вращении сердечника и технологического приспособлениязамер наибольшего и наименьшего значений, например, момента сопротивления вращению и определяют положениечастей сердечника, при котором разница указанных значений моментов минимальна, Определение оптимальногоположения частей сердечника позволяет снизить пульсации момента вращения двигателей и пульсации выходногонапряжения генераторов. 3 ил,спытаний - определение о взаимного положения часика ЭМ); на фиг. 2 - креп- торе (валу) сердечника, из двух частей; нависимости от угла о повоотносительно статора двух ентов Мс Мси общего мопротивления вращению роовленных взаимодействиемого приспособления для нитного потока соответервой, второй частью серика и со всем сердечнхема испытаний на фиг рвую часть составно М 1, вторую часть э технологическое и20 ка, устанавливаемое коаксиально сер-,дечнику, вал 4, подшипники 5 наэтом валу, обоймы 6 и 7, моментомер8 (показана только его подвижнаячасть) подшипники 9 для обеспеченияповорота обойм с сердечником, корпус10 и приводной тихоходный электродвигатель 11. Неподвижная часть моментомера 8, статор электродвигателя 11 и подшипники 9 установлены10,в одном корпусе 10. Ротор этогоэлектродвигателя жестко соединен собоймой 6,Первая часть сердечника 1 жесткоукреплена в обойме 6 с помощью15винтов (не показан), а вторая егочасть 2 жестко укреплена в обойме7 с помощью винтов 12 и может поворачиваться относительно первой часати сердечника 1. Винты 13 жесткоскрепляют обоймы 6 и 7 между собой.На наружной поверхности обойм 6 и 7нанесены риски (см. фиг, 1), которые.позволяют задавать определенные углы25поворота второй части сердечника относительно его первой части, как соответствующие углы поворота обоймы7 относительно обоймы 6, Кроме того,нанесены еще четыре риски: на внутренней (посадочной) поверхности обоймы б, торцовой поверхности обоймы 7,обращенной к обойме 6, торцовой(правой) поверхности первой частисердечника и наружной цилиндрическойповерхности его второй части, Эти 35риски необходимы для установкичастей сердечника в исходное положение и запоминания этого положения,В исходном положении должны находиться друг против друга две риски 40на наружной поверхности обоймы б иобоймы 7, а также четыре другие указанные риски на разных частях сердечника и на других поверхностях обоймби 7. 45На фиг, 2 показано, что части 1и 2 составного вращающегося сердечника могут быть временно жестко связаны между собой и укреплены на валу4 с помощью двух конических шайб 14и 15. На наружной цилиндрическойповерхности частей сердечника нанесены риски для установки частей сердечника в исходное положение, другие положения и запоминания этих положений.Коаксиально составному сердечникуустановлено технологическое приспособление для замыкания магнитногопотока 3 с возможностью поворота относительно неподвижного корпуса приводным электродвигателем (не показаны). Вал 4 соединен с подвижнойчастью моментомера (не показан). Неподвижная часть моментомера жесткосоединена с указанным корпусом.Составной сердечник по фиг. 1 иили 2 может быть выполнен в виде магнитопровода якоря ЭМ или в виде индуктора ЭМ с полюсами из постоянныхмагнитов. Соответственно этому приспособление для замыкания магнитногопотока должно быть выполнено в видеиндуктора или якоря ЭМ с обмоткойили без обмотки. С составным сердечником также может быть сопряженасоответствующая обмотка. Например,это может быть якорная обмотка, накладываемая на гладкий магнитопроводякоря и не препятствующая взаимномуповороту его частей. Части сердеч-.ника - магнитопровода могут бытьмонолитными (например, для тихоходных, моментных электродвигателей)или шихтованными (например, для скоростных и моментных электродвигателей). Они могут иметь пазы (прямыеили скошенные) и и тут их не иметь.Части сердечника - индуктора могутбыть выполнены монолитными из магнитотвердого сплава или сборными изполюсов-магнитов и магнитопровода,на котором установлены полюсами. Вобоих случаях полюса могут быть прямыми или скошенными. Между частямииндуктора может быть установленапрокладка из материала, не проводящего магнитный поток, для уменьшениямагнитного 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 21 Г, Одновременно с по 585873сердечника соединяют окончательно вединый сердечник ЭМ. 30 Углы р взаимного сдвига частейсердечника относительно исходногоположения (для которого 3,= О) могутбыть., например, следующими,Если сердечник вылолнен в видесоставного магнитолровода якоря с 2пазами (пазы обеих частей совмещены),2то угол л может быть равен - Б(К),( к 2где Я - целое число и лредпочтитель 2но, чтобы отношение - также былоЯ ицелым числом. Если сердечник выполнен в виде составного гладкого магнитолровода якоря, то угол р может2быть равен - (К). Предпочтительноинечетное число и, Если сердечник выполнен в виде составного индуктора,а якорь ЭМ выполнен с 2 пазами, тосреди значений угладолжно быть(значение, равное в , как наиболее ве 40 роятное оптимальное значение, которому соответствует минимум разности К Здесь исходному положению ( Я,= О) .соответствует расположение одноименных полюсов обеих частей индуктора друг против друга. мощью моментомера измеряют момент сопротивления вращению вала М, или (лрн наличии якорной обмотки и питании ее соответствующими напряжениями) вращающий момент ЭИ Г . По резульвртатам измерений определяют наибольшее и наименьшее значения измеряемого момента и их разность К . После этого аналогичным образом устанавливают части сердечника в другие положения друг относительно друга, сдвигая одну часть относительно другой на угол р и пользуясь указанными рисками, жестко скрепляют их, осуществляют относительный поворот сердечника и технологического приспособления, измеряют момент Г или И в, определяют наибольшее и наименьшее значения измеряемого момента их 20 разности ККК (и Ъ 2кфчисло взаимных положений частей сердечника). По результатам описанных испытаний определяют то взаимное положение частей сердечника, при ко 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 дляуменьшения пульсации момента сопротивления вращению вала Мс, а следовательно, и пульсации вращающего момента электродвигателя с указаннымсердечником.Пульсация момента уменьшается благодаря тому, что при оптимальном взаимном положении ч: стей сердечника пульсация момента Мс, обусловленная взаимодействием технологического приспособления для замыкания 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 ло крайней мере значительно взаимно ослабляются. Это видно из фиг.З. 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 обычныйсердечник, электромагнитный моментМ приближенно не зависит от углаЫ а момент сопротивления М измеЭСняется в пределахМ = (0,15 + 0,05).МЭМфто вращающий момент М изменяется впределахРМ = М эу М с= (0 8 0 )Мэми а его пульсация соответственно равна О 9 - 0,80,9 + 0,8Если 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 = (0,15 + 0,02)МэмМ = (0,83 - 0,87) М0,87 - 0,83 2 4767Р 0,87 + 0,83Аналогично преимущество пред ложенного технического решения и для генераторного режима работы ЭМ, заключающееся в меньшей пульсации выходного (выпрямленного) напряжения. 1 О Формула изобретенияСпособ изготовления сердечникаэлектрической машины, согласно которому изготавливают две части сердечника с неоднородной магнитной струк,":урой, устанавливают части одна о:1носительно другой в положение, при котором магнитная асимметрия имеет минимальное значенЬе, и соединяют их, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения технологических 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 значениямомента сопротивления враще-. нию или вращающего момента и определяют положение частей сердечника, при котором разница наибольшего и наименьшего значений указанных параметров минимальна.1585871 О Составитель Н.БогачевРедактор Н.Швыдкая Техред Л,Сердюкова Корректор С.шекмар роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 23 ВНИИПИ Го тираж 444 Подписное арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5