專利名稱:一種可節(jié)省用銅量的電機(jī)磁極的制作方法
本實(shí)用新型屬直流電機(jī)類和凸極同步電機(jī)類。
普通直流電機(jī)的主磁極鐵芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳鋼板沖片疊壓而成的，用鉚釘把各沖片緊固在一起，再用螺栓固定在機(jī)殼上。
圖1－1中(2)為疊片式主磁極，(1)為套在它上面的主極繞組。
普通直流電機(jī)的換向極鐵芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳鋼板沖片疊壓而成的，用鉚釘把各沖片緊固在一起，再用螺栓固定在機(jī)殼上。小型直流電機(jī)的換向極鐵芯，有時(shí)用厚低碳鋼板制成。
圖2－1中(2)為疊片式換向極，(1)為套在它上面的換向極繞組。
普通凸極同步電機(jī)的主磁極鐵芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳鋼板沖片疊壓而成的，用鉚釘把各沖片緊固在一起，再用螺栓和燕尾槽加以固定在轉(zhuǎn)軸上。
圖3－1中(2)為疊片式主磁極，(1)為套在它上面的主極繞組。
以上3種磁極的共同特點(diǎn)是極芯軸向長(zhǎng)度lm和lmd都和電樞鐵芯長(zhǎng)度lδ相等，極芯縱截面(沿電機(jī)軸向)呈矩形，該矩形長(zhǎng)為lm和lmd，寬為bm和bmd；它的面積分別為Sm＝lmbm和Smd＝lmdbmd。
lm，bm，lmd，bmd各符號(hào)含意見(jiàn)圖1－1，圖2－1，圖3－1。
圖1－1和圖2－1兩種磁極及其繞組，在機(jī)殼內(nèi)部的布置如圖4所示(圖中為4極電機(jī))，圖4中(1)為機(jī)殼，(2)為主極鐵芯，(3)為換向極繞組，(4)為換向極鐵芯，(5)為主極繞組。
采用上述具有矩形極芯截面的磁極是不合理的，因?yàn)榕c磁極相配合的繞組平均匝長(zhǎng)lB較大，用銅量亦較大。必須對(duì)磁極的極芯形狀加以改進(jìn)，用減小lB的辦法來(lái)達(dá)到降低各繞組用銅量的目的。
面積一定的平面幾何圖形中，園的周長(zhǎng)最小，正方形次之，至于矩形，則粗而短的圖形周長(zhǎng)較小，細(xì)而長(zhǎng)的圖形周長(zhǎng)較大。
根據(jù)上述原理，在保證磁極極芯縱截面積不變的前提下(即保證極芯磁密不變)，應(yīng)盡可能采用園形、正方形或接近于正方形的矩形及桶園形極芯的磁極。
今以正方形為改進(jìn)目標(biāo)，對(duì)上述3種磁極進(jìn)行如下改進(jìn)。
圖1－2是由圖1－1變換過(guò)來(lái)的。變換條件是當(dāng)鐵芯(2)變換時(shí)，保證氣隙δ、極弧長(zhǎng)度bδ和極芯截面Sm不變，即l2m正＝b2m正＝lmbm，bm正為正方形極芯的邊長(zhǎng)；當(dāng)繞組(1)變換時(shí)，保證繞組電阻RB和磁勢(shì)FB不變。因此，電機(jī)的基本性能并未因上述改變而改變，但圖1－2中的繞組平均匝長(zhǎng)比圖1－1中減小了，用銅量降低了。
圖2－2是由圖2－1變換過(guò)來(lái)的。變換條件是當(dāng)鐵芯(2)變換時(shí)，保證換向極氣隙δd、換向極寬bmd和極芯截面Smd不變，即l2md正＝lδbmd，當(dāng)繞組(1)變換時(shí)，保證繞組匝數(shù)和電阻不變。因此，電機(jī)的基本性能并未因上述改變而改變，但圖2－2中的繞組平均匝長(zhǎng)比圖2－1中減小了，用銅量降低了。
圖3－2是由圖3－1變換過(guò)來(lái)的。變化條件是當(dāng)鐵芯(2)變換時(shí)，保證氣隙δ、極弧長(zhǎng)度bδ和極芯截面Sm不變，即b2m正＝lmbm，bm正為正方形極芯的邊長(zhǎng)；當(dāng)繞組(1)變換時(shí)，保證繞組電阻RB和磁勢(shì)FB不變。因此，電機(jī)的基本性能并未因上述改變而改變，但圖3－2中的繞組平均匝長(zhǎng)比圖3－1中減小了，用銅量降低了。
圖1－2和圖2－2中之磁極和繞組，在電機(jī)內(nèi)部的布置如圖5所示(圖中為4極電機(jī))，圖5中(1)為機(jī)殼，(2)為主極鐵芯，(3)為換向極繞組，(4)為換向極鐵芯，(5)為主極繞組。各磁極和機(jī)殼之間仍用螺栓連接。
改進(jìn)后的主磁極極芯中線，可以與磁極中線重合，如圖3－2所示，也可與磁極中線偏離一距離C，如圖1－2所示。
改進(jìn)后的換向極鐵芯的極芯中線，通常要偏離磁極中線一距離C，如圖2－2所示。這樣有利于磁極和繞組的布置。有時(shí)兩個(gè)中線互相重合。
改進(jìn)后的主磁極極芯邊長(zhǎng)bm正，可以等于、大于或小于bδ，圖1－2和圖3－2中bm正＝bδ。
各種磁極可制成整體式——由鑄造或鍛造而成，亦可做成疊片式的。材料均為低碳鋼。磁極的具體形狀由磁路計(jì)算決定。
上述新結(jié)構(gòu)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)有1.磁極繞組用銅量大幅度下降了，降低了成本。
2.如采用整體磁極，將會(huì)簡(jiǎn)化工藝，提高材料利用率，進(jìn)一步降低成本。
上述新結(jié)構(gòu)，可以用于電機(jī)磁極及其繞組的新設(shè)計(jì)，也可以用于現(xiàn)有電機(jī)的改造——僅僅改磁極和繞組，即可達(dá)到目的。對(duì)主磁極，只要lm＞bm，對(duì)換向極只要lmd＞bmd，采用上述改造，就可以收到程度不同的經(jīng)濟(jì)效果，經(jīng)濟(jì)效益隨λ值的增加而增加。
λ＝ 1/(τ) δ,τ－電機(jī)極距。
實(shí) 施 例一臺(tái)疊片式直流電機(jī)功率為3.2千瓦，電樞電壓為220伏，勵(lì)磁電壓為24伏，轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)／分，極對(duì)數(shù)為P＝2，λ＝1.48。它的主磁極和換向極鐵芯分別為圖6－1和圖7－1。
采用上述技術(shù)，分別將主磁極和換向極極芯改成如圖6－2和圖7－2所示的橢園形和矩形后，則所收到的效益為主極繞組用銅量由9.5公斤下降到5.6公斤，下降了42％，換向極繞組用銅量由1.28公斤下降到0.4公斤，下降了68.75％。電機(jī)各項(xiàng)性能如舊。此時(shí)，兩種磁極鐵芯，在機(jī)殼內(nèi)沿園周方向所占空間雖有所增加，但因兩種繞組重量同時(shí)大幅度下降，故留下之空間仍夠布置繞組之用。
權(quán)利要求
1.一種直流電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為園形，該園的直徑小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
2.一種直流電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為正方形，該正方形的邊長(zhǎng)小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
3.一種直流電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為矩形，該矩形的長(zhǎng)邊小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
4.一種直流電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為橢園形，該橢園形的長(zhǎng)度小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
5.一種直流電機(jī)的換向極，其特征在于繞組所包圍的換向極鐵芯截面為園形，該園的直徑小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
6.一種直流電機(jī)的換向極，其特征在于繞組所包圍的換向極鐵芯截面為正方形，該正方形的邊長(zhǎng)小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
7.一種直流電機(jī)的換向極，其特征在于繞組所包圍的換向極鐵芯截面為矩形，該矩形的長(zhǎng)邊小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
8.一種直流電機(jī)的換向極，其特征在于繞組所包圍的換向極鐵芯截面為橢園形，該橢園形的長(zhǎng)度小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
9.一種凸極同步電機(jī)的磁極，其特征在于繞組所包圍的磁極鐵芯截面積為園形，該園的直徑小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
10.一種凸極同步電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為正方形，該正方形邊長(zhǎng)小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
11.一種凸極同步電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為矩形，該矩形的長(zhǎng)邊小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
12.一種凸極同步電機(jī)的主磁極，其特征在于繞組所包圍的主磁極鐵芯截面為橢園形，該橢園形的長(zhǎng)度小于電樞鐵芯長(zhǎng)度。
專利摘要
本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)電機(jī)的磁極及其繞組形狀的改變，降低了繞組的平均匝長(zhǎng)，進(jìn)而降低了繞組用銅量。該項(xiàng)技術(shù)既可用于新電機(jī)磁極和繞組的設(shè)計(jì)，又可以用于現(xiàn)有電機(jī)的改造——只要將磁極和繞組的形狀加以改進(jìn)，就能達(dá)到降低用銅量和簡(jiǎn)化工藝的目的，技術(shù)簡(jiǎn)單，極易推廣。且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)技術(shù)既可用于直流電機(jī)的磁極和繞組，又可用于凸極同步機(jī)的磁極和繞組。
文檔編號(hào)H02K1/08GK86206176SQ86206176
公開(kāi)日1987年10月28日 申請(qǐng)日期1986年8月23日
發(fā)明者李心堯 申請(qǐng)人:李心堯?qū)С鲆腂iBTeX, EndNote, RefMan