专利名称:电机设计制造新方案的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及电机设计制造新方案。电机设计采用厚0.1mm或0.2mm薄的硅钢片叠成的铁心,电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,成为电机设计制造新方案,简称新方案。
现有的电机铁心,多用厚0.5mm硅钢片,变压器和微型电机铁心用0.35mm硅钢片;硅钢片用模具在冲床上冲压成形。硅钢片越薄、越大、越形状多样,用模具冲压成形越难,模具的使用寿命越短,这便是目前电机铁心的制造不能广泛使用厚0.1mm或0.2mm硅钢片的原因。
本发明的任务是如下完成的设计电机时,查阅电工手册表14-57得知,硅钢片越薄,它的比损耗(瓦/千克)就越小,且下降幅度较大;电火花穿孔切割机床精确加工电机壳体和铁心体形,也使两者装配精确,新方案由此产生。新方案用于所有电机,都能较大幅度地降低铁耗,降低铜耗,提高效率。针对三相异步电机和变压器的各自特点,还提出了各自的增改措施;根据加工电机的需要,提出了电火花穿孔切割机床的设计方案,彻底完成发明任务。
以下将结合附图,对发明作进一步详细描述。
图1.电火花穿孔切割机床三轴测示意图;图2.电火花穿孔切割机床四方框架加工中心原点0的总坐标系和四分域中心01、02、03、04的分坐标系;不同斜线表示各钼丝的实际切割范围;图3.Y-Δ混合连接绕组的接法;图4.燕尾状薄的磁性槽楔封口图;图5.三相心式变压器铁心,a)铁心的结构;b)改进的铁心结构。
如图1、图2、图3、图4、图5所示,电机设计制造新方案其特征是电机铁心设计采用厚0.1mm或0.2mm的硅钢片,电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,并使两者装配精良,成为电机设计制造新方案,简称新方案。查电工手册表14-57得知,电机铁心用的硅钢片越薄,它的比损耗(瓦/千克)就越小
电火花穿孔切割机床可以一次安装加工厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成铁心长Li所需的精确光滑的体形;大、中型电机,可用厚0.2mm的硅钢片,必要时可层间粘结、绝缘、加压、固化,将铁心长Li粘结为一整体;小、微型电机,可用厚0.1mm硅钢片,必要时在铁心长Li的两端各用一片厚0.35mm的硅钢片来夹持;电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,也使两者装配精良的唯一可行性,使之将成为强有力的新兴产业;三相异步电机,新方案并结合改进绕组等增改措施,进一步改善电机的运行品质;变压器,新方案并结合每片一级等增改措施,使其体积变小;其它各种电机,只要使用薄的硅钢片做成的铁心,都能大幅度降低铁耗,降低铜耗,提高效率;新方案结合各种电机的增改措施,对各种电机进行标准化、系列化设计,实现电机产品更新换代,更大限度地使各种电机增能、高效、减振、降噪,改善电机运行品质,改善人们的生存空间,创造更大的社会效益和经济效益。
如图1所示,电火花穿孔切割机床产品的特征是有必要时,先电火花穿孔φ0.5mm的孔,做为穿入φ0.14mm钼丝进行切割的准备;在排好程序后,切割能自动进行,排除了人为因素,机床的精度保证了加工精度;切割时,被切割的壳体或硅钢叠片不受力,这就保证切割由厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成铁心长Li,大、中、小、微各型电机的铁心,形状尺寸准确,光滑无毛刺,也不凹凸变形,精确的转子与电机转轴精密装配,切割电机壳体内孔与定子铁心的精密装配,保证了电机的装配质量;只要厚0.2mm的硅钢板足够宽,超过1100mm的定子外径亦能做成精确的整圆铁心,保证了大型电机的制造质量和装配质量;精确加工厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成长Li形状各异的电机铁心,电火花穿孔切割机床是唯一可行的加工机械;电火花穿孔切割机床取代各种机床,各种工艺装备加工电机壳体、铁心和其它形状特异的电机金属件,电机产品制造容易,适用于大型电机单件、小批生产,也适用于中、小、微型电机的大、中批量生产;电火花穿孔切割机床是电机设计制造新方案,实现电机产品换代不可取代的设备;电火花穿孔切割机床的设计制造,迫在眉睫。
如图1、图2所示,电火花穿孔切割机床的设计方案是被加工零件(6)安放在床身(1)中空方框之上的垫铁(2)上,床身(1)方框纵向两边延伸部位,各装两台位于可独自纵向移动和横向移动拖板(3)之上的钼丝(4)切割装置和φ0.5mm的穿孔装置(5);床身(1)四方框架,即钼丝可移动的正方形范围,它的中心为总坐标原点0,建立总坐标系,加工大件时,四个钼丝(4)加工点同时加工,显示总坐标位置;在纵坐标系四个象限区的分区,坐标原点01、02、03、04建立四个分坐标系,当各钼丝(4)加工点加工各自的零件时,显示各自坐标位置;4个钼丝加工区域都可越过交接的OX、OY坐标轴线一定范围,便于跨坐标区图形的完整加工;在点0、01、02、03、04处的床身(1)下部,装备可上、下伸缩自如的测定安装加工零件的圆心的装置和承托并取出被切割下来部分的装置;四个钼丝(4)切割,生产效率增至四倍;也减半各钼丝头的移动范围和切割伸臂(7)长度,设计制造容易;由于电火花加工,零件(6)不受力,只需保证零件(6)本身负重的床身(1)刚性和机床各零部件运行刚性,机床床身(1)可设计薄壁的刚性结构,运行的零部件,可设计薄壁的刚性结构和轻质材料,使机床做得相对轻巧,因而造价低,体积较小,占地面积小,运输安装方便;电器操作部分可分两步走a)设计计算机硬件和软件,只要把需加工零件的图形,安装位置和钼丝实际直径,输入计算机中,计算机就能自动编程序,并指挥操作电火花穿孔装置或切割钼丝头进入加工点,人工装入穿孔管或穿入钼丝后,自动进行加工;b)设计由计算机指挥操作的机械手,实现装、卸工件,电火花穿孔,穿线、抽线、切割加工全自动;床身(1)方形中空刚性框架内,用钼丝可移动范围的正方体,来衡量电火花穿孔切割机床的规格,单位厘米,应为正方体50、100、150、200、250、300、400、500、600。
如图1所示,电火花穿孔切割机床其特征是电火花穿孔切割机床自动加工,能取代多种机床和工艺装置加工形状各异的各种金属件,必要时电火花穿孔φ0.5mm,用于穿入0.14mm钼丝,四钼丝头自动、降噪,一次切割成形,属于用途广、低成本、自动、精确、低耗、环保的加工;电机设计制造新方案,实现电机产品更新换代是巨大的工程项目,加上其它机械制造的需要,电火花穿孔切割机床制造业,将成为机械制造业强有力的新兴产业。
如图3、图4所示,新方案结合三相异步电机其特征是将已线切割定子外径D1、高为铁心心长Li,大、中型电机用厚0.2mm的硅钢叠片,层间布胶、粘结、绝缘、加压、固化;小、微型电机用厚0.1mm的硅钢叠片,必要时在铁心长Li的两端各用一片厚0.35mm来夹持;切割转子内孔Di2,装上压铸心轴或其它心轴并锁定,切割精确的转子体形,定子槽形,定子内径留有加工余量Δ=气隙δ-钼丝直径d,新型绕组下线于定子槽内,插入并粘结经过力学计算的燕尾状薄的磁性槽楔,线切割成精确光滑的定子内孔Di1;比损耗(瓦/千克)不变的情况下,从“电工手册”表14-57提供的数值可知 定子轭高的减小,直接可减小定子的外径D1,齿宽的减小,减小了占有面积;槽孔精确光滑,可用较薄的槽子绝缘,薄的磁性槽楔,小占有槽孔面积;“电机设计”P263计算例题,硅钢片厚0.5mm改为0.2mm,槽楔从厚2mm改为厚1mm,槽孔绝缘从厚0.3mm改为厚0.2mm,在定子外径D12×Li铁心长为定值的体积不变的条件,减小定子外径D1,铁心长增至1.135倍,新型绕组多方面改善电机性能,电机出力再增至1.06263倍,电机出力共增至1.135×1.06263=1.206倍,铁心重量下降至0.9倍,定子铁耗降至0.9倍;新型绕组,薄的磁性槽楔和槽孔绝缘,光滑的定子内孔,是新方案结合三相异步电机的增改措施,可对三相异步电机进行标准化、系列化设计,促进三相异步电机的更新换代。
如图2所示,三相异步电机新型绕组其特征是采用Y-Δ混合连接绕组,矩距y=1112τ]]>极距,双跨距1-13、2-12,先双层叠绕跨距1-13,整线于定子两端的外环,再双层叠绕跨距2-12,整线于内环,简称Y-Δ,y=1112τ,]]>1-13、2-12绕组或新型绕组;Y-Δ,y=1112τ,]]>完全消除或大大削弱6k±1次谐波,基波绕组系数自y=56τ]]>的0.925031提高到0.982963,增至0.982963/0.925031=1.06263倍,即电机出力增至1.06263倍,并伴随着漏抗、附加损耗、铜耗、铝耗、铁耗、励磁电流等下降,功率因数、效率提高,减振,降噪,电机运行平稳,便于启动和刹车等,电机性能得到多方面改善;1-13、2-12两次双层叠绕,化解下线难度,有利于实现下线机械化和自动化,省导线0.16%,也使铜耗、附加损耗下降。
如图2所示,三相异步电机Y-Δ混合连接绕组的结构,其特征是Δ接部分导体截面积AΔ,则Y接部分导体截面积AY=3AΔ,]]>Δ接部分每相串联导体数Nφ1Δ,则Y接部分每相串联导体数Nφ1Y=13Nφ1Δ,]]>电机运行中,电流 电压 U·A′B′Δ=12U·AB,]]>U·B′C′Δ=12U·BC,]]>U·C′A′Δ=12U·CA;]]>电压×电流 相导体数×电流Nφ1ΔIΔ=Nφ1YIY;Y-Δ混合连接绕组,Y接部分与Δ接部分的功率相等,产生的磁势幅值相等,Δ接的磁势超前于Y接的磁势60°角,形成时间区间均匀分布的两个三相磁势;Y接、Δ接对电机定子线负荷A1的供给值相等。
用Y-Δ混合连接绕组对三相异步电机标准化和系列化设计制造,其特征是增加直径 ×裸线直径的漆包线规格,电工手册表14-17,如0.05----0.05×34=0.0658,]]>0.59----0.59×34=0.7765,]]>2.24----2.24×34=3.2112;]]>增加一套各种扁线裸线面积× 的规格,电工手册14-19扁线裸线,厚度a,宽度b,要增一套厚度 宽度b的扁线裸线标准;要设计线圈匝数,在300匝范围内可用的匝数,Y接Δ接表列如下
表中数值,均有误差,如有可能,选误差较小的。
如图5所示,电机设计制造新方案用于变压器其特征是电火花穿孔切割机床加工厚0.2mm冷轧硅钢片,切口光滑无毛刺,平整不变形,形状准确,能做到每片厚度作为一级;在特定的工装容持下,成形的硅钢片,布料、对接、粘结、绝缘、加压、固化,使铁心柱、铁轭为一整体,铁心柱、铁轭横截面呈圆形,采用系数KJ从(0.897~0.945)增加到≈1;硅钢片厚0.35mm改为厚0.2mm,比损耗(瓦/千克)降至0.72倍,保持比损耗不变,则铁心直径可降至(0.897~0.954)×0.72=0.804~0.83]]>倍,使绕组各层铜线长度都相应减短,节约铜线7%,相应减小了铜耗7%;由于铁心柱、铁轭重量降至0.72倍,铁损也降至0.72倍,也促进铜耗再度降低;变压器变得体积小,重量轻,造价低,损耗小,效率高;在厚0.2mm冷轧硅钢板足够宽,切割余料能够利用的条件下,电火花穿孔机床能够加工每片一级的整体框架,布料方便,磁路畅通,效果更好。
权利要求
1.电机设计制造新方案其特征是电机铁心设计采用厚0.1mm或0.2mm的硅钢片,电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,并使两者装配精良,成为电机设计制造新方案,简称新方案。查电工手册表14-57得知,电机铁心用的硅钢片越薄,它的比损耗(瓦/千克)就越小
电火花穿孔切割机床可以一次安装加工厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成铁心长Li所需的精确光滑的体形;大、中型电机,可用厚0.2mm的硅钢片,必要时可层间粘结、绝缘、加压、固化,将铁心长Li粘结为一整体;小、微型电机,可用厚0.1mm硅钢片,必要时在铁心长Li的两端各用一片厚0.35mm的硅钢片来夹持;电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,也使两者装配精良的唯一可行性,使之将成为强有力的新兴产业;三相异步电机,新方案并结合改进绕组等增改措施,进一步改善电机的运行品质;变压器,新方案并结合每片一级等增改措施,使其体积变小;其它各种电机,只要使用薄的硅钢片做成的铁心,都能大幅度降低铁耗,降低铜耗,提高效率;新方案结合各种电机的增改措施,对各种电机进行标准化、系列化设计,实现电机产品更新换代,更大限度地使各种电机增能、高效、减振、降噪,改善电机运行品质,改善人们的生存空间,创造更大的社会效益和经济效益。
2.电火花穿孔切割机床产品的特征是有必要时,先电火花穿孔mm的孔,做为穿入φ0.14mm钼丝进行切割的准备;在排好程序后,切割能自动进行,排除了人为因素,机床的精度保证了加工精度;切割时,被切割的壳体或硅钢叠片不受力,这就保证切割由厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成铁心长Li,大、中、小、微各型电机的铁心,形状尺寸准确,光滑无毛刺,也不凹凸变形,精确的转子与电机转轴精密装配,切割电机壳体内孔与定子铁心的精密装配,保证了电机的装配质量;只要厚0.2mm的硅钢板足够宽,超过1100mm的定子外径亦能做成精确的整圆铁心,保证了大型电机的制造质量和装配质量;精确加工厚0.1mm或0.2mm硅钢片叠成长Li形状各异的电机铁心,电火花穿孔切割机床是唯一可行的加工机械;电火花穿孔切割机床取代各种机床,各种工艺装备加工电机壳体、铁心和其它形状特异的电机金属件,电机产品制造容易,适用于大型电机单件、小批生产,也适用于中、小、微型电机的大、中批量生产;电火花穿孔切割机床是电机设计制造新方案,实现电机产品换代不可取代的设备;电火花穿孔切割机床的设计制造,迫在眉睫。
3.电火花穿孔切割机床的设计方案是被加工零件(6)安放在床身(1)中空方框之上的垫铁(2)上,床身(1)方框纵向两边延伸部位,各装两台位于可独自纵向移动和横向移动拖板(3)之上的钼丝(4)切割装置和φ0.5mm的穿孔装置(5);床身(1)四方框架,即钼丝可移动的正方形范围,它的中心为总坐标原点0,建立总坐标系,加工大件时,四个钼丝(4)加工点同时加工,显示总坐标位置;在纵坐标系四个象限区的分区,坐标原点01、02、03、04建立四个分坐标系,当各钼丝(4)加工点加工各自的零件时,显示各自坐标位置;4个钼丝加工区域都可越过交接的OX、OY坐标轴线一定范围,便于跨坐标区图形的完整加工;在点0、01、02、03、04处的床身(1)下部,装备可上、下伸缩自如的测定安装加工零件的圆心的装置和承托并取出被切割下来部分的装置;四个钼丝(4)切割,生产效率增至四倍;也减半各钼丝头的移动范围和切割伸臂(7)长度,设计制造容易;由于电火花加工,零件(6)不受力,只需保证零件(6)本身负重的床身(1)刚性和机床各零部件运行刚性,机床床身(1)可设计薄壁的刚性结构,运行的零部件,可设计薄壁的刚性结构和轻质材料,使机床做得相对轻巧,因而造价低,体积较小,占地面积小,运输安装方便;电器操作部分可分两步走a)设计计算机硬件和软件,只要把需加工零件的图形,安装位置和钼丝实际直径,输入计算机中,计算机就能自动编程序,并指挥操作电火花穿孔装置或切割钼丝头进入加工点,人工装入穿孔管或穿入钼丝后,自动进行加工;b)设计由计算机指挥操作的机械手,实现装、卸工件,电火花穿孔,穿线、抽线、切割加工全自动;床身(1)方形中空刚性框架内,用钼丝可移动范围的正方体,来衡量电火花穿孔切割机床的规格,单位厘米,应为正方体50、100、150、200、250、300、400、500、600。
4.电火花穿孔切割机床其特征是电火花穿孔切割机床自动加工,能取代多种机床和工艺装置加工形状各异的各种金属件,必要时电火花穿孔φ0.5mm,用于穿入0.14mm钼丝,四钼丝头自动、降噪,一次切割成形,属于用途广、低成本、自动、精确、低耗、环保的加工;电机设计制造新方案,实现电机产品更新换代是巨大的工程项目,加上其它机械制造的需要,电火花穿孔切割机床制造业,将成为机械制造业强有力的新兴产业。
5.新方案结合三相异步电机其特征是将已线切割定子外径D1、高为铁心心长Li,大、中型电机用厚0.2mm的硅钢叠片,层间布胶、粘结、绝缘、加压、固化;小、微型电机用厚0.1mm的硅钢叠片,必要时在铁心长Li的两端各用一片厚0.35mm来夹持;切割转子内孔Di2,装上压铸心轴或其它心轴并锁定,切割精确的转子体形,定子槽形,定子内径留有加工余量Δ=气隙δ-钼丝直径d,新型绕组下线于定子槽内,插入并粘结经过力学计算的燕尾状薄的磁性槽楔,线切割成精确光滑的定子内孔Di1;比损耗(瓦/千克)不变的情况下,从“电工手册”表14-57提供的数值可知 定子轭高的减小,直接可减小定子的外径D1,齿宽的减小,减小了占有面积;槽孔精确光滑,可用较薄的槽子绝缘,薄的磁性槽楔,小占有槽孔面积;“电机设计”P263计算例题,硅钢片厚0.5mm改为0.2mm,槽楔从厚2mm改为厚1mm,槽孔绝缘从厚0.3mm改为厚0.2mm,在定子外径D12×Li铁心长为定值的体积不变的条件,减小定子外径D1,铁心长增至1.135倍,新型绕组多方面改善电机性能,电机出力再增至1.06263倍,电机出力共增至1.135×1.06263=1.206倍,铁心重量下降至0.9倍,定子铁耗降至0.9倍;新型绕组,薄的磁性槽楔和槽孔绝缘,光滑的定子内孔,是新方案结合三相异步电机的增改措施,可对三相异步电机进行标准化、系列化设计,促进三相异步电机的更新换代。
6.三相异步电机新型绕组其特征是采用Y-Δ混合连接绕组,矩距y=1112τ]]>极距,双跨距1-13、2-12,先双层叠绕跨距1-13,整线于定子两端的外环,再双层叠绕跨距2-12,整线于内环,简称Y-Δ,y=1112τ,]]>1-13、2-12绕组或新型绕组;Y-Δ,y=1112τ]]>,完全消除或大大削弱6k±1次谐波,基波绕组系数自y=56τ]]>的0.925031提高到0.982963,增至0.982963/0.925031=1.06263倍,即电机出力增至1.06263倍,并伴随着漏抗、附加损耗、铜耗、铝耗、铁耗、励磁电流等下降,功率因数、效率提高,减振,降噪,电机运行平稳,便于启动和刹车等,电机性能得到多方面改善;1-13、2-12两次双层叠绕,化解下线难度,有利于实现下线机械化和自动化,省导线0.16%,也使铜耗、附加损耗下降。
7.三相异步电机Y-Δ混合连接绕组的结构,其特征是Δ接部分导体截面积AΔ,则Y接部分导体截面积AY=3AΔ,]]>Δ接部分每相串联导体数Nφ1Δ,则Y接部分每相串联导体数Nφ1Y=13Nφ1Δ,]]>电机运行中,电流 电压 U·A′B′Δ=12U·AB,]]>U·B′C′Δ=12U·BC,]]>U·C′A′Δ=12U·CA;]]>电压×电流 相导体数×电流Nφ1ΔIΔ=Nφ1YIY;Y-Δ混合连接绕组,Y接部分与Δ接部分的功率相等,产生的磁势幅值相等,Δ接的磁势超前于Y接的磁势60°角,形成时间区间均匀分布的两个三相磁势;Y接、Δ接对电机定子线负荷A1的供给值相等。
8.用Y-Δ混合连接绕组对三相异步电机标准化和系列化设计制造,其特征是增加直径 ×裸线直径的漆包线规格,电工手册表14-17,如0.05----0.05×34=0.0658,]]>0.59----0.59×34=0.7765,]]>2.24----2.24×34=3.2112;]]>增加一套各种扁线裸线面积× 的规格,电工手册14-19扁线裸线,厚度a,宽度b,要增一套厚度
宽度b的扁线裸线标准;要设计线圈匝数,在300匝范围内可用的匝数,Y接Δ接表列如下
表中数值,均有误差,如有可能,选误差较小的。
9.电机设计制造新方案用于变压器其特征是电火花穿孔切割机床加工厚0.2mm冷轧硅钢片,切口光滑无毛刺,平整不变形,形状准确,能做到每片厚度作为一级;在特定的工装容持下,成形的硅钢片,布料、对接、粘结、绝缘、加压、固化,使铁心柱、铁轭为一整体,铁心柱、铁轭横截面呈圆形,采用系数KJ从(0.897~0.945)增加到≈1;硅钢片厚0.35mm改为厚0.2mm,比损耗(瓦/千克)降至0.72倍,保持比损耗不变,则铁心直径可降至(0.897~0.945)×0.72=0.804~0.83]]>倍,使绕组各层铜线长度都相应减短,节约铜线7%,相应减小了铜耗7%;由于铁心柱、铁轭重量降至0.72倍,铁损也降至0.72倍,也促进铜耗再度降低;变压器变得体积小,重量轻,造价低,损耗小,效率高;在厚0.2mm冷轧硅钢板足够宽,切割余料能够利用的条件下,电火花穿孔机床能够加工每片一级的整体框架,布料方便,磁路畅通,效果更好。
全文摘要
电机设计采用厚0.1mm或0.2mm薄的硅钢片叠成的铁心,电火花穿孔切割机床精确加工电机的壳体和铁心,成为电机设计制造新方案,简称新方案。硅钢片厚0.5mm改为0.2mm,比损耗(瓦/千克)降至0.576倍。电机制造的需求,电火花穿孔切割机床制造,将成为强有力的新兴产业。三相异步电机新方案并结合改进绕组设计等增改措施,进一步改善电机的运行品质;其它各种电机,只要使用薄的硅钢片做成的铁心,都能大幅度降低铁耗、降低铜耗,提高效力和增加出力。结合新方案和各种电机增改措施,对各种电机进行标准化、系列化设计、制造和应用,促进电机的更新换代,创造更大的社会效益和经济效益。
文档编号B23H1/00GK1324138SQ0111258
公开日2001年11月28日 申请日期2001年4月11日 优先权日2001年4月11日
发明者常伟传 申请人:常伟传