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      一種定子用硅鋼片的制作方法

      文檔序號:12409017閱讀:890來源:國知局
      一種定子用硅鋼片的制作方法與工藝

      本實用新型涉及電機技術領域,尤其是涉及一種定子用硅鋼片。



      背景技術:

      定子是電機靜止不動的部分,定子由定子鐵芯、定子繞組和機座三部分組成,具體的,定子通常由鐵芯、線圈、骨架(有的沒有)、引線、拉簧等組成。其中,電機的定子鐵芯一般由許多枚硅鋼片重疊而成,硅鋼是一種合硅(硅也稱矽)的鋼,其含硅量在0.8-4.8%。由硅鋼片做定子鐵芯,是因為硅鋼本身是一種導磁能力很強的磁性物質(zhì),在通電線圈中,它可以產(chǎn)生較大的磁感應強度,從而可以使電機的體積縮小。

      我們知道,在交流狀態(tài)下工作,功率損耗不僅在線圈的電阻上,也產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”。磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小,用它做電機的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發(fā)熱程度大大減小。還有選擇片狀鐵芯是因為片狀鐵芯可以減小另外一種鐵損——“渦流損耗”,電機工作時,線圈中有交變電流,它產(chǎn)生的磁通當然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著,所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)熱。為了減小渦流損耗,電機的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。但是現(xiàn)有技術中硅鋼片引腳數(shù)目多且形狀復雜、面積小導致結(jié)構(gòu)強度較差,且不便于制造,因此需要一種新型的強度高、便于制造的定子用硅鋼片。



      技術實現(xiàn)要素:

      本實用新型的目的在于提供一種定子硅鋼片,以解決現(xiàn)有技術中存在的硅鋼片引腳數(shù)目多且形狀復雜、面積小導致結(jié)構(gòu)強度較差,且不便于制造的技術問題。

      本實用新型是一種定子用硅鋼片,包括:硅鋼片本體和若干引腳;

      所述硅鋼片本體中心為圓形孔;

      所述引腳沿硅鋼片本體圓形孔內(nèi)邊緣周向均勻分布,相鄰所述引腳之間形成繞線槽;

      所述繞線槽分布區(qū)域總面積小于所述引腳分布區(qū)域的總面積。

      進一步的,所述引腳的形狀為矩形。

      進一步的,所述硅鋼片本體上設有若干減重孔,所述減重孔為圓形或多邊形。

      進一步的,所述減重孔沿硅鋼片本體的圓形孔等間距分布,且所述減重孔與所述引腳一一對應。

      進一步的,所述硅鋼片本體的外輪廓為圓形。

      進一步的,所述硅鋼片本體的外輪廓為正多邊形。

      進一步的,所述硅鋼片本體的外邊緣設有若干有定位作用的凹槽。

      進一步的,所述硅鋼片本體的外邊緣均勻設有若干個散熱片。

      進一步的,所述硅鋼片本體和引腳外表面設有絕緣層。

      本實用新型提供的一種定子,包括由定子用硅鋼片結(jié)構(gòu)疊壓組合而成。

      有益效果:本實施例提供的定子用硅鋼片,其硅鋼片本體中心為圓形孔,引腳沿硅鋼片本體圓形孔內(nèi)邊緣周向均勻分布,相鄰所述引腳之間形成繞線槽;通過減少引腳的數(shù)量和增大每個引腳的面積并使繞線槽分布區(qū)域總面積小于所述引腳分布區(qū)域的總面積。這樣,引腳的強度相對增大,能承受更大的力,有效減少了電機工作定子持續(xù)受力時硅鋼片的變形程度,影響電機的使用壽命;此外,通過減少了引腳的數(shù)量,來增大單個引腳的面積,進而增加了引腳的強度,同時也更容易制造。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

      圖1為本實用新型實施例提供的定子用硅鋼片結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本實用新型實施例提供的另一種定子用硅鋼片結(jié)構(gòu)示意圖。

      附圖標記:

      1、硅鋼片本體; 2、減重孔; 3、引腳;

      4、繞線槽; 5、定位槽; 6、散熱片。

      具體實施方式

      下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。

      在本實用新型的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

      在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

      圖1為本實用新型實施例提供的定子用硅鋼片結(jié)構(gòu)示意圖。

      如圖1所示,本實施例提供的定子用硅鋼片,其硅鋼片本體1中心為圓形孔,引腳3沿硅鋼片本體1圓形孔內(nèi)邊緣周向均勻分布,相鄰所述引腳3之間形成繞線槽4;通過減少引腳3的數(shù)量和增大每個引腳3的面積并最好使繞線槽4分布區(qū)域總面積小于所述引腳3分布區(qū)域的總面積。這樣,引腳3的強度相對增大,能承受更大的力,有效減少了電機工作定子持續(xù)受力時硅鋼片的變形程度,提高了電機的使用壽命。

      在現(xiàn)有技術中,定子用硅鋼片的引腳3數(shù)量有18、24、30、36、72等,少數(shù)有45個,但大部分引腳3數(shù)為偶數(shù)且最少為18個;在一定的空間里,數(shù)量越多,單個引腳3的面積越小,強度越低,工作過程中越容易變形損壞,所以本實施例通過減少了引腳3的數(shù)量,如4、6或8個,來增大單個引腳3的面積來增大引腳3的強度,使其在工作中很難變形損壞。

      在定子鐵芯制作材料的選取中,可以為低碳板、鈹鉬合金、電工純鐵或者是硅鋼片。在這些材料中,低碳板為Q235以下的低碳板,并適合直流電機;鈹鉬合金和電工純鐵的電磁性好,矯頑力低,飽和磁感高,磁性穩(wěn)定又無磁時效,適合直流電機,但是價格較高,成本大。而硅鋼片表面光滑、平整和厚度均勻,此外,在電機轉(zhuǎn)動時,定子鐵芯的磁性會一直變化,而硅鋼片是軟磁性材料,它的剩磁和矯頑磁力都很小,即磁滯回線很窄,這樣的材質(zhì)的磁滯損失小,基本上無磁時效,可以減少渦流損失,同時可提高鐵芯導磁能力,增強磁場密度,降低導電能力,可以提高鐵芯的填充系數(shù)。因此,較佳地,定子鐵芯的材質(zhì)選用硅鋼片。

      現(xiàn)有技術中,定子硅鋼片的引腳3一般呈扇形,即靠近硅鋼片本體1的一端寬度短,遠離硅鋼片本體1的一端寬度長,且引腳3遠離硅鋼片本體1一邊朝向引腳3內(nèi)部凹陷。所有引腳3沿硅鋼片本體1內(nèi)邊緣周向均勻排列從而使引腳3內(nèi)凹的一邊共同組成類圓形,邊與邊之間的空隙小于繞線槽4內(nèi)部的空隙,有防止線組脫落的功能。但由于引腳3的形狀問題,使電機在工作時,從而使引腳3與硅鋼片本體1連接處受到的力更大,容易在該連接處變形,從而影響電機的使用效果。本實施例中,為了避免出現(xiàn)所述問題,將引腳3的形狀設為矩形,且矩形的寬大于扇形的最長邊。

      如圖1所示,由于引腳3是沿硅鋼片本體1圓形孔內(nèi)邊緣均勻周向分布,相鄰兩個引腳3組成的繞線槽4為一個類似于等腰梯形的區(qū)域,且開口處為等腰梯形最短的一邊,其同樣可以防止繞線槽4里的線組從空隙中脫落;并且矩形形狀的引腳3的各個位置強度比較大而穩(wěn)定,相比于同類型的電機用硅鋼片,矩形形狀的引腳3更不容易變形。

      電機工作工程中,由于力的相互作用,所有引腳3所受到的力都會傳遞到硅鋼片本體1上,所以硅鋼片本體1需要有一定的寬度,一般來說硅鋼片本體1的寬度大于引腳3的寬度以避免硅鋼片本體1的變形。但定子一般有很多片硅鋼片組成,這樣的定子由于硅鋼片本體1重量的積累而過于沉重。

      作為本實施例的進一步改進,在不影響硅鋼片本體1強度的情況下,在硅鋼片本體1上設置若干減重孔2,本實施例中,減重孔2的數(shù)量與引腳3的數(shù)量一致或是引腳3數(shù)量的兩倍,減重孔2可以設置為圓形也可以為多邊形。

      由力學關系可以得知,在引腳3對硅鋼片本體1的作用力絕大部分作用在硅鋼片本體1相鄰兩引腳3之間的部分上,所以減重孔2的設計盡量避免設置在該位置區(qū)域,所以當減重孔2與引腳3數(shù)目相同時,減重孔2設置在引腳3的延長線上,沿硅鋼片本體1的圓形孔等間距分布,且靠近硅鋼片本體1的外邊緣,進一步減少減重孔2對硅鋼片本體1的影響,此時減重孔2的面積可以相對大點,這適合用于定子用硅鋼片面積較小的情況;如圖2所示,當減重孔2的數(shù)目是引腳3數(shù)目的兩倍時,減重孔2以兩個為一組沿硅鋼片本體1的圓形孔等間距分布,且緊貼的設置在引腳3的延長線的兩邊,同樣靠近硅鋼片本體1外邊緣最好,這種情況適合用于大型電機的定子用硅鋼片,兩個減重孔2更好的減輕硅鋼片本體1重量且相比于一個與其總面積相同的減重孔2,對硅鋼片本體1強度影響更少。

      現(xiàn)有技術中,定子硅鋼片的外層沒有散熱結(jié)構(gòu),它制成的定子具有散熱性能差的缺點,影響了整個電機的工作效率。擁有減重孔2的定子用硅鋼片組合形成的定子鐵芯,形成由減重孔2形成的若干通孔,在減少電機整體重量的同時,還增大了定子鐵芯的表面積,使定子散熱更快,在電機工作時間過長或負荷過大的情況下更好的避免繞組被燒毀,大大提高了電機整體的使用壽命。

      本實施例提供的定子用硅鋼片的硅鋼片本體1外輪廓可以為圓形,也可以是正多邊形;定子用硅鋼片組合而成的定子鐵芯與電機外殼相對固定,當硅鋼片本體1的外輪廓為圓形時,需要在外輪廓設置若干定位槽5,該定位槽5與電機外殼相對應,定子用硅鋼片組成的定子鐵芯通過定位嵌入式壓進電機外殼中。本實施例中,硅鋼片本體1外輪廓選擇圓形。

      相比于需要定位槽5的圓形,當硅鋼片本體1的外輪廓為正多邊形時,比如為正方形時,只需將相應的電機外殼內(nèi)設置兩個或四個對應的直角支架,然后通過冷壓或者熱套的方式將定子鐵芯插入電機外殼內(nèi),值得注意的,此時定子鐵芯與電機外殼之間為過盈配合,以便更好的固定定子鐵芯。

      由于硅鋼片本身是導電體,在交流磁通的作用下,在鐵芯內(nèi)也產(chǎn)生了感應電流,這是無法避免的;如果鐵芯是一個整體,相當于是一個面積很大的導體,電路又短,其電阻值非常的小,雖然感應的電壓并不高,但電流卻很大。這樣產(chǎn)生了極大的渦流(環(huán)流)損耗。嚴重時,會將鐵芯發(fā)熱局部熔化,俗稱為鐵芯“失火”。因此,硅鋼片越薄,其損耗就越小。電機定子用硅鋼片的厚度通常在0.35到1.0mm之間的硅鋼片單片旋轉(zhuǎn)疊壓并焊接固定。

      此外,為了減小電機定子鐵芯中的渦流損耗,電機定子硅鋼片間要有一定的絕緣電阻值,硅鋼片本體1和引腳3外表面還應設有絕緣層。每片之間涂了絕緣漆之后,使鐵芯在產(chǎn)生的那個截面被分割成很多的小截面的導體,這樣其電阻就變大了。所以涂了漆的鐵芯,雖然也存在渦流損耗(屬于鐵耗的一部分),但也小了很多很多。

      硅鋼片表面的絕緣處理有涂漆和氧化兩種方法,電機的定子用硅鋼片的氧化是使表面生成一層薄而均勻的,由四氧化三鐵和三氧化二鐵組成的氧化膜,其具有成本低、絕緣效果好、耐熱性、導熱性良好等優(yōu)點,改善硅鋼片的電磁性,氧化膜薄鐵芯疊壓系數(shù)高,長期處于高溫下無變化,不污染環(huán)境等優(yōu)點。現(xiàn)有的電機定子硅鋼片涂漆設備包括涂漆和烘干兩部分,由涂漆機構(gòu)、傳送裝置、烘干爐、通風排煙管和冷卻裝置組成,冷卻裝置由依次連接在一起的抽風罩、排風管和通風機組成,其中,涂漆處理可以選用磷酸-鉻酸系涂層或者樹脂和鉻酸系涂層。如磷酸-鉻酸系涂層,其使用溫度是70-80℃,層間電阻為5-50Ω·cm2/片;而樹脂和鉻酸系涂層使用溫度小于30℃,層間電阻為5-50Ω·cm2/片,人們可以根據(jù)不同的涂漆設施以及環(huán)境溫度等因素有選擇的使用其中一種。

      涂漆處理使定子用硅鋼片形成機械性能高、薄而均勻的漆膜,因為這兩種絕緣處理方法中,涂漆處理效果好、工藝穩(wěn)定、效率高,所以使用的最普遍。

      定子鐵芯是由定子用硅鋼片結(jié)構(gòu)完成絕緣處理后疊壓組合而成,定子用硅鋼片之間的固定方式可以為粘接也可以為鉚接,但在本實施例中,定子用硅鋼片之間采用齒壓板壓緊固定方式,即在鐵芯兩端施加一定的壓力,并通過這個壓力使定子鐵芯成為具有一定強度的整體。

      在現(xiàn)有技術中,最初定子用硅鋼片采用整圓沖制,這種定子用硅鋼片內(nèi)落下來的廢料就會被扔掉,材料利用率很低;另一種方式則是采用若干片扇形硅鋼片對拼成圓然后疊壓而成,這種方式大大提高了材料的利用率。一般來說,硅鋼片外徑小于1m的用整圓硅鋼片,大于0.99m的用扇形硅鋼片。但在本實施例中,為了提高材料利用率,盡量降低成本,定子鐵芯采用由四片扇形硅鋼片對拼而成一個整圓,再疊落壓成。

      硅鋼片的制作方式不同,其定子鐵芯的組合方式也不同,針對齒壓板壓緊固定方式來收,定子鐵芯的緊固分兩種:整圓硅鋼片采用外壓裝,扇形硅鋼片采用內(nèi)壓裝。

      值得注意的,當硅鋼片本體1的外輪廓為圓形時,其外輪廓設置的定位槽5除了可以使定子鐵芯與電機外殼固定外,還可以在定子用硅鋼片疊壓組合過程中,作為一處固定基準,來控制每個硅鋼片疊合在指定的位置。

      作為本實施例的進一步改進,當采用硅鋼片本體1外輪廓為圓形時,由其制成的定子鐵芯與電機外殼固定后,相互之間的空隙很小,電機工作時內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞給定子鐵芯后只能通過電機外殼散發(fā)出去,而不能通過電機內(nèi)部風扇吹出,影響了電機的散熱,如圖2所示,在硅鋼片本體1外輪廓上還固定若干散熱片6,每個散熱片6由兩個矩形組合而成,位于最外端的矩形面積較小,當該硅鋼片組合成定子鐵芯后,最外端的矩形組合形成的凸起可以與配套的電機外殼上的凹槽過盈配合。

      相比于沒有散熱片6的定子用硅鋼片,其形成的定子鐵芯與電機外殼之間有相鄰散熱片6組成的散熱通道,電機工作產(chǎn)生的熱量傳遞到定子鐵芯后,由于其表面積增大,散熱更快,且電機內(nèi)部風扇可以將散發(fā)到散熱通道的熱量快速排出,大大改進了定子鐵芯的散熱功能,有效的防止電機內(nèi)部過熱造成繞組燒壞的情況,提高了電機的使用壽命。

      最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。

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