專(zhuān)利名稱(chēng):一種新型串激電機(jī)鐵芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型提供一種新型串激電機(jī)鐵芯,尤其涉及一種新型串激電機(jī)鐵芯的定子和轉(zhuǎn)子,屬于電機(jī)制造領(lǐng)域。
背景技術(shù):
串激電機(jī)又稱(chēng)交直流兩用電機(jī),具有易于調(diào)速,能滿(mǎn)足機(jī)械工具對(duì)電機(jī)的聞轉(zhuǎn)速要求(可達(dá)30,000-40, 000轉(zhuǎn)/分鐘),而且串激電機(jī)的機(jī)械特牲較軟,過(guò)載能力較強(qiáng),過(guò)載時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的降低逐漸增大,因此,串激電機(jī)在電動(dòng)工具行業(yè)得到了普遍應(yīng)用。但是,傳統(tǒng)串激電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯材料主要是硅鋼片, 電機(jī)工作時(shí),由于硅鋼片固有的導(dǎo)磁和導(dǎo)電性能,產(chǎn)生的鐵芯損耗較大,工作效率較低。據(jù)統(tǒng)計(jì),串激電機(jī)的平均工作效率僅有60 %左右,工作過(guò)程中浪費(fèi)了大量的能源。為降低鐵損,通常采用降低鐵心磁通密度或采用低損耗的鐵芯材料的方法。非晶合金是20世紀(jì)70年代問(wèn)世的一種新型材料,具有許多超強(qiáng)的性能,如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強(qiáng)度、硬度和韌性,高的電阻率和機(jī)電耦合性能等。與硅鋼片相比,非晶合金具有優(yōu)異的磁性能,其磁導(dǎo)率高于硅鋼片,而損耗不到硅鋼片的一半。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡(jiǎn)單,從20世紀(jì)80年代開(kāi)始成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。采用非晶合金替代硅鋼材料應(yīng)用于工業(yè)電機(jī),可使電機(jī)在更高的頻率下工作,從而有效提高電機(jī)的功率密度,縮小電機(jī)體積、提高電機(jī)效率,實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。但非晶合金材料也有不可忽視的缺點(diǎn)硬度過(guò)高且脆性較大,不容易加工和切割;厚度僅為O. 03mm,填充系數(shù)低;對(duì)機(jī)械應(yīng)力也非常敏感,從而為它的使用帶來(lái)困難。國(guó)內(nèi)在非晶合金電機(jī)方面的研究剛剛起步,而非晶串激電機(jī)廣品目如尚屬空白。本實(shí)用新型旨在利用鐵基非晶合金材料的優(yōu)越性能,以非晶合金材料取代串激電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子的硅鋼材料,采用特殊的加工工藝方法,研制發(fā)明一種新型非晶串激電機(jī)鐵芯,從而在發(fā)揮串激電機(jī)現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)的同時(shí),進(jìn)一步提升其工作效率,提高資源利用率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種新型非晶串激電機(jī),包括定子,可相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子,其特征在于構(gòu)成該鐵芯的定子和轉(zhuǎn)子均采用非晶合金片疊壓而成,為疊層結(jié)構(gòu),以非晶合金材料取代傳統(tǒng)串激電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子的硅鋼材料,采取疊層結(jié)構(gòu)-熱處理工藝-浸潰固化-加工成形的加工方案,研制發(fā)明一種新型非晶串激電機(jī)鐵芯。所述的疊層結(jié)構(gòu),是將現(xiàn)有的非晶帶材首先切割成一定數(shù)量如圖I所示形狀的片狀結(jié)構(gòu),然后通過(guò)如圖2所示的自制夾板裝置將非晶帶材壓制成層疊排布的片層結(jié)構(gòu)塊。所述的自制夾板裝置是在兩塊8-10mm的鋼板中鉆制對(duì)稱(chēng)螺釘孔,然后將非晶片層放入兩塊鋼板內(nèi)(如同3所示),利用螺釘緊固鋼板,緊固螺釘同時(shí)起到定位非晶片層的作用,防止緊固時(shí)產(chǎn)生側(cè)滑、錯(cuò)位。同時(shí),利用鋼板緊固,可增強(qiáng)非晶帶材的疊片系數(shù)。所述的熱處理工藝,主要是指對(duì)疊加好的非晶帶材采用退火工藝進(jìn)行改性處理,退火溫度為350°C _450°C,退火時(shí)間為60分鐘-120分鐘,消除非晶合金帶材在成形過(guò)程中急速冷卻和卷繞時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,并提高磁性能。將退火后的層疊結(jié)構(gòu)塊放入環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑中充分浸潰并固化,使層與層之間保持均勻絕緣,進(jìn)一步提高片間電阻,減少鐵芯損耗。將經(jīng)過(guò)上述系列處理的非晶帶材片層結(jié)構(gòu)塊,按預(yù)定的串激電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的形狀進(jìn)行線(xiàn)切割(中走絲)加工成形(如圖4、5和6所示),最終形成串激電機(jī)所需尺寸的定子和轉(zhuǎn)子鐵芯。國(guó)內(nèi)在非晶合金電機(jī)方面的研究剛剛起步,但將非晶材料應(yīng)用于串激電機(jī)鐵芯目前尚屬空白,本實(shí)用新型旨在利用鐵基非晶合金材料的優(yōu)越性能,以非晶合金材料取代串激電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子的硅鋼材料,采用特殊的加工工藝方法,研制發(fā)明一種新型非晶串激電機(jī)鐵芯,可以使電機(jī)運(yùn)行效率由當(dāng)如的60%左右提聞到80% ~90%,眾所周知,非晶材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于硅鋼片,做出同樣電感量的線(xiàn)包,采用非晶合金材料制作的定子和轉(zhuǎn)子,其線(xiàn)包的匝數(shù)可得到相應(yīng)的減小,在保持串激電機(jī)原有動(dòng)力性能穩(wěn)定的前提下,不僅減小了 電機(jī)的體積,而且工作時(shí)顯著減少了定子和轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)生的渦流損耗、空載損耗和磁滯損耗,達(dá)到了高效、節(jié)能的目的。
圖I、剪切好的非晶帶材示意圖圖2、自制的疊片裝置示意圖圖3、壓制的層疊結(jié)構(gòu)塊示意圖圖4、本發(fā)明中非晶定子結(jié)構(gòu)示意圖圖5、本發(fā)明中非晶轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖圖6、切割后的層疊結(jié)構(gòu)塊示意圖圖中1、螺栓孔;2、夾板;3、非晶帶材;4、鐵芯形狀;5、定位孔。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明具體的實(shí)施方法如下第一,利用切割設(shè)備將鐵基非晶合金帶材切割成尺寸為預(yù)定長(zhǎng)度且形狀相同的多個(gè)非晶合金片;第二,對(duì)剪切好的非晶合金帶材疊片后,用自制的夾片裝置將非晶合金片夾緊,并用螺釘將夾板固定,從而形成如圖3所示的具有一定厚度的非晶合金片層結(jié)構(gòu)塊。第三,將固定好的片層結(jié)構(gòu)塊置入氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行退火處理,消除帶材生產(chǎn)時(shí)殘余的應(yīng)力,并提高磁性能;退火溫度為350°C _450°C,退火時(shí)間為60分鐘-120分鐘。第四,將退火后片層結(jié)構(gòu)塊用環(huán)氧樹(shù)脂浸潰、粘結(jié)。最后,利用數(shù)控線(xiàn)切割將退火后的片層結(jié)構(gòu)塊,加工成預(yù)定形狀和尺寸的定子和轉(zhuǎn)子鐵芯,如圖4和圖5所示。
權(quán)利要求1.一種新型串激電機(jī)鐵芯,包括定子,可相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子,其特征在于構(gòu)成該鐵芯的定子和轉(zhuǎn)子均采用非晶合金片疊壓而成,為疊層結(jié)構(gòu),以非晶合金材料取代傳統(tǒng)串激電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子的硅鋼材料,采取疊層結(jié)構(gòu)-熱處理工藝-浸潰固化-加工成形的加工方案,研制發(fā)明一種新型非晶串激電機(jī)鐵芯。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種新型串激電機(jī)鐵芯,包括定子,可相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子,構(gòu)成該鐵芯的定子和轉(zhuǎn)子均采用非晶合金片疊壓而成,以非晶合金材料取代傳統(tǒng)定子和轉(zhuǎn)子所采用的硅鋼片,并將其應(yīng)用于串激電機(jī)中,可以使串激電機(jī)運(yùn)行效率由當(dāng)前的60%左右提高到80%-90%。眾所周知,非晶材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于硅鋼片,做出同樣電感量的線(xiàn)包,采用非晶合金材料制作的定子和轉(zhuǎn)子,其線(xiàn)包的匝數(shù)可得到相應(yīng)的減小,在保持串激電機(jī)原有動(dòng)力性能穩(wěn)定的前提下,不僅減小了電機(jī)的體積,而且工作時(shí)顯著減少了定子和轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)生的渦流損耗、空載損耗和磁滯損耗,達(dá)到了高效、節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)H02K15/12GK202713080SQ20122011722
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者李熹平, 程光明, 張劍 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)