Ротор с короткозамкнутой обмоткой и способ ее изготовления

ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическиеРеспублик п 11982153(51)М. Кд. Н 02 К 15/02 5 кударстеенны 5 квинтет СССР ео делам наебретеннй н ютнрытнйДата онубдиковаиня описания 15, 12.82 В,А,Игнатов, К,Я,Вильданов и В.В,домбровс(тий(54) РОТОР С КОРОТКОЗДИКНУТОЙ ОБМОТКОЙ И СПОСОБ ЕГО:ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к конструкции ротора с короткозамкнутой обмоткой и технологии его изготовленияи может .быть использовано в электро"технической промышленности,Известен способ изготовления ротора с короткозамкнутой обмоткой,согласно которому сердечник иэготав"ливают из порошков железа прессованием, термообрабатывают в защитнойсреде или вакууме, после чего в пазы сердечника устанавливают обмотку,выполненную прессованием порошка .электропроводного материала11,Однако по этой технологии полу"чают ротор с пониженным пусковыммоментом из"за эффекта вытеснениятока при больших скольжениях,Известен также ротор с короткозамкнутой обмоткой, содержащий сердечник с пазами, выполненный из порошка железа, и обмотку из слоев по"рошков, нижний слой которой, расположенный на дне пазы, выполнен из 2порошка с высокой электропроводностью, например медного порошка, а по"следующие слои - из порошков электропроводность которых уменьшаетсяпо высоте паза Г 23.з Известен также способ изготовления ротора дЕкороткозамкнутой обмот-кой путем прессования сердечника иэпорошка .железа, термообработки сердечника в защитной среде или вакууме,послойного прессования обмотки впазах сердечника из порошков с различной электропроводностью и термо"обработки ротора 2 3.Недостатком известного техничес"кого решения является то, что послетермообработки сердечника происхо"дит изменение его размеров, поэтомуперед установкой термообработанного 20сердечника в пресс-форму для прессования. слоев обмотки его подвергают калибровке,. что усложняет технологию, Кроме того, при металлокерамицеской технологии сердечника роль982153изоляции менарду частицами выполняеткерамическая Фаза, я случае спекания порошков железа с малым колицеством добавок - преимущественноокись железа При спекании в защитной среде или вакууме при 1200-1300 Спроисходит интенсивное восстановление этого окисла, в результате чего удельное электросопротивление сердечника уменьшается до значений, Облизких к удельному сопротивлениюкомпактного исходного материала, т,е,получается порошковый сплав, Пониженное сопротивление ограничиваетглубину проникновения магнитногополя в сердечник ротора при значениях скольжения, отлицных от нуля,цто снижает качество сердецника,По известной технологии нельзя получить кацественную обмотку из-за разлиция в теплофизических свойствахпорошков с различной электропроводностью, например меди и алюминия,температуры плавления которых отличаются почти в два раза, в результате чего слои обмотки имеют повышенное удельное сопротивление, а сопротивление обмотки из алюминия оказывается соизмеримым с сопротивлением слоя обмотки, полученной из мед.ного порошка,Целью изобретения является повышение качества изготавливаемых изделий путем выравнивания теплофизических свойств порошков обмотки и упро 3щение технологии,Поставленная цель достигаетсятем, что в роторе с короткозамкнутойобмоткой последующие за нижними слоиобмотки выполнены из смеси порошка40с высокой электропровод%остью, например медного, и порошка тугоплав.кого материала пониженной электропроводности, например окиси алюминия, причем содержание порошка туго"43. плавкого материала в смеси, послойно увеличивается на 10-15 от общеймассы смеси.Поставленная цель достигается также, тем, что согласно способу изготовления ротора с.короткозамкнутои обмоткой до термообработки сердечникапроводят прессование слоев обмотки,из порошков с различной электропроводнастью, после чего проводят термообработку ротора в защитной средеили вакууме при 820-900 С.Кроне тогб, перед прессованиемслоев обмотки медный порошок подвер 4гают рекристаллизационному отжимув защитной среде или вакууме,На Фиг, 1 изображен ротор с короткозамкнутой обмоткой; на Фиг, 2показаны зависимости логарифма константы равновесия и относительнойплощади Фактического контакта от тем-пературы .термообработки ротора.Ротор с короткозамкнутой обмоткойсодержит сердечник 1 с пазами, выполненный из порошка железа, леги"рованного кремнием или алюминием,смешанного с пластификатором, например стеаратом цинка, в количестве 0,5 от веса железноо порошка,и обмотку из слоев порошков, нижнийслой 2 которой, расположенный на днепаза, выполнен из порошка с высокойэлектропроводностью, например медного, следующий слой 3 - из смеси порошка с высокой электропроводностьл,например медного и порошка тугоплавкого материала пониженной электропроводности, например окиси алюминия, содержание 10-15/ от общей массы смеси, последующий слой Ч выполнен из порошка с высокой электропроводностью, например медного, и порошка тугоплавкого материала пониженной электропроводности, например окиси алюминия (содержание 20303 от общей массы смеси),Изготовление ротора с короткозамкнутой обмоткой осуществляется следующим образом.В матрицу стальной пресс-формызасЫпают порошок железа, легированного, кремнием или алюминием, смешанный с пластиФикатором, напримерстеаратом цинка, в количестве 0,5/от веса железного порошка. Выравнивают порошок в матрице и прессуютдавлением 600-800 МПа пуансоном,сообщая прессовке Форму сердецника1 с пазами (см. Фиг, 1), Затем извлекают пуансон, засыпают медныйпорошок в полученные пазы сердечника до поверхности зубцовой зоны ипроизводят прессование давлением200-ЙОО МПа первого слоя 2 обмоткив пазах сердецника 1 тем же пуан"саном. Снова извлекают пуансон засыпают смесь медного порошка, с окисьюалюминия (содержание последней, например, 10 от общей массы смеси),выравнивают порошок до поверхностизубцовой зоны и производят прессование тем же пуансоном и давлениемочередного слоя обмотки 3, затемформула изобретения 1. Ротор с короткозаикнутой обиот" кой, содержащий сердечник с пазами, выполненный из порошка железа, и об" мотку из слоев порошков, нижний слой которой, расположенный на дне паза, выполнен из порошка с высокой элект.- ропроводностью, например медного порошка, а последующие слои - из порошков, электропроводность которых уменьшается по высоте паза, о т л и. ч а ю ц и й с я теи, что, с целью повышения качества изготавливаемых изделий путем выравнивания теплофизических свойств порошков обмотки и упрощения технологии, последующие за нижним слои обмотки выполнены из смеси порошка с высокой электропроводностью, например медного, и 5 98215аналогичным способом получают следующий слой ч обмотки из смеси мед"ного порошка с 201 окиси алюминия,После заполнения пазов сердечника слоями обмотки ротор извлекаютиз пресс-формы, например, сообщаязнаку вертикальное .перемещение вматрице от выталкивателя Извлеченный ротор помещают в печь с защитнойсредой, например водородом, и про Оизводят нагрев ротора со скоростью30 С/мин до 820-900 С и термообработку в течение 2-3 ч при этой температуре, После чего производят охлаждение ротора со скоростью 30 С/мин 15в той же среде до комнатной температуры, для чего переиещают ротор впечи из зоны нагрева,Дпя повышения проводимости обмотки медный порошок перед прессованием обмоток подвергают рекристаллизационному отжигу в водороде или вакууме при МООС в течение 1 ч,Удельное сопротивление спеченного сердечника ротора в большой степени зависит от направления восстановительно-окислительной реакции,происходящей при термообработке, Этонаправление определяется свойствамиспекаемого материала, парциальным ЗЕдавлением газовой среды, ее составоии температурой,На фиг, 2 показаны графики зависимостей логарифиа константы равновесия (1 д Кр) для окисла железа (ГеО) З 5от температуры термообработки роторав водороде 5 и в углекислои газе 6,полученные экспериментально, Ниже линии равновесия на фиг. 2 находит -ся обгасть восстановления, вышеобласть окисления,При температурах спекания 820900 С окислительно-восстановительная реакция в обеих средах эаиедляется (1 д К м О). Это обстоятельствопозволяет получать термообработанный при этих температурах ротор сповышенным удельныи сопротивлением,в отличие от сердечника, спеченно"го при теипературах более высокогопорядка, и с ограниченным ростомоксидной фазы, ухудшающей его прочностные и ферромагнитные свойства,В этих пределах, как.показали экс"перииенты лежит температура анало55гичной реакции в низком (1-,10 Па)вакууме, что объясняется содержанием в спектре остаточных газов аналогичных сред, а также остаточного 3 бкислорода и несовершенством откачных производственных устройств,На фиг. 2 показаны также зависимости относительного фактическогоконтакта для обмотки, выполненнойиз медных порошков, прошедшихинепрошедших 8 отжиг, а также обмоток, выполненных из смеси медногопорошка с порошком окиси алюминияв количестве 204 (9) и ЙОФ (10) отобщей массы смеси, Из приведенныхзависимостей видно, что отоженныйпорошок 7 позволяет получить лучшееконтактирование при 900 С, а неотожженный 8-при 1000 С, Откуда следует, что при принятой температуре термообработки ротора, 820-900 С целесообразней использовать порошок иеди, прошедший отжиг. Это позволяетснизить удельное сопротивление слояобмотки из чистого порошка, а в смеси с тугоплавким материалом - улучшить использование меди, Присутствие в слоях обмотки различного количества порошка тугоплавкого материала ограничивает возможностьконтактирования и определяет изменение сопротивления слоев обмоткиот слоя к слою, что позволяет получить обмотку с переиенньм удельнымсопротивлением в зависимости от высоты ее размещения в пазу.Изобретение позволяет повыситькачество изготавливаемых изделийза счет выравнивания теплМизичес"ких свойств порошков обмотки и упрощения технологии, 7 9821 порошка тугоплавкого материала пониженной электропроводности, например окиси алюминияпричем содержа" ние порошка тугоплавкого материала в смеси послойно увеличивается на 3 10-151 от общей массы смеси.2, Способ изготовления ротора с короткозамкнутой обмоткой путем прессования сердечника из порошка железа, термообработки сердечника в за"щитной среде или вакууме, послойного прессования обмотки в лазах сердечника из порошков.с различной электропроводностью и термообработки оотора, о т л и ч а ю щ и й с я ф тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых изделий путем выравнивания тепло 4 мзических свойств порошков обмотки и упрощения технологии, до термообработки сердеч ника проводят прессование слоев обмотки из порошков с различной элек 3 8тропроводностью, после чего проводят термообработку ротора в защитной среде или .вакууме при 820-900 ОС.3. Способ по и. 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перед прессованием слоев обмотки медный порошок подвергают рекристаллизационному отжигу в защитной среде или ваку" уме. ИстОчники информациипринятые во .внимание при.экспертизе1, Альтман А,Б, и др, 0 применении металпокерамических магнитопроводов в устройствах переменного тока. йорошковая металлургия, - В сб. докладов ЧШ Всесоюзной конференции по прогрессивным методам производства деталей из порошков, Минск, "Высшая школа" 1966,2, Авторское свидетельство ГССР У 311338, кл. Н 02 К 3/08) 197.иражосударственного ком ам изобретений и от Иосква; Ж, Раувс