Метод за производство на ротор на електродвигател
Собственици на патент RU 2382474:
Изобретението се отнася до областта на електротехниката, по-специално до технологията за производство на електрически машини, и може да се използва при производството на медни или алуминиеви намотки с катерица на роторите на асинхронни електродвигатели. Предложеният метод включва сглобяване на матрица, състояща се от магнитна верига, ламинирана върху дорник, затворена в краищата с две полуформи, нагряване на формата в пещ до температура 600-700 ° C, подаване на електропроводима метална стопилка във формата при температура 1280 ° C и отстраняване на готовия ротор с късо свързана намотка от формата след кристализация на електрически проводима метална стопилка. В същото време, в съответствие с това изобретение, формата се загрява предварително в пещ до температура от 300-400 ° C, след това слотовете на магнитната верига се продухват с въздух и формата се нагрява до температура от 400-700 ° C без достъп на въздух и стопилката на електропроводимия метал се излива в нагрятата форма при температура 750-1280 ° C. Техническият резултат, постигнат с настоящото изобретение, е да се подобри качеството на роторите на асинхронните електродвигатели чрез осигуряване на по-висока устойчивост на електрическата изолация на прътите в жлебовете на ротора чрез получаване на плътен, устойчив на висока температура защитен електроизолационен филм върху стените на жлебовете. 4 т.п. летя.
Изобретението се отнася до електротехниката и може да се използва в електротехниката за производство на лети медни или алуминиеви намотки на ротори на асинхронни електродвигатели.
Методът от предшестващото състояние на техниката за изливане на ротора, според който формата, разположена в нейната магнитна верига на ротора, се потапя в стопилка с температура 1200 ° C, като едновременно с това се продухва с инертен газ.Освен това, при затворен отвор на леяк, формата се продухва с въздух и след това се вакуумира. Изливането на метал се извършва под действието на свръхналягане на газ върху огледалото на стопилката [1].
Недостатъци на предложения метод: нисък капацитет на пълнене, сложност на технологичното оборудване, високи енергийни разходи, лошо качество на получените ротори и ограничени технологични възможности. Полученият по този начин оксиден филм неравномерно покрива железния пакет на магнитната верига на ротора и практически липсва в жлебовете.
От предшестващото състояние на техниката е известен и аналог, най-близък до заявения метод за производство на ротора на електродвигателя по отношение на набор от характеристики, избран като прототип. При този метод леярската форма се сглобява от магнитна верига, ламинирана върху дорник, който е затворен в краищата с две полуформи. Готовата форма се загрява в пещ до температура 600-700°C. След това във формата се подава стопилка от електропроводим метал при температура 1280°C.
След кристализация на стопилката, готовият ротор с късо съединена намотка се изважда от формата [2].
В метода съгласно прототипа са елиминирани технологичните недостатъци на аналога.
Въпреки това, прототипът, подобно на аналога, има относително ниски електрически характеристики на електродвигателя поради относително ниското контактно съпротивление, получено поради плътния контакт между прорезите на ротора и отлятата намотка с късо съединение.
Целта на изобретението е да се подобри качеството на роторите на асинхронни електродвигатели поради образуването на по-висока устойчивост на електрическата изолация на прътите в жлебовете на ротора.
Проблемът се решава по следния начин.
Подобно на добре известния, се претендира метод за производство на ротор.електродвигател, в който е монтирана леярска форма, състояща се от ламинирана върху дорник магнитна сърцевина, затворена в краищата с две полуформи. Леярската форма се нагрява в пещ до температура 600-700°C. След това във формата се подава стопилка от електропроводим метал при температура 1280°C. След кристализация готовият ротор с намотка с катерица се изважда от формата.
Но за разлика от прототипа, в заявения метод за производство на ротора на електродвигателя, матрицата се загрява предварително в пещ до температура 300-400 ° C. След това жлебовете на магнитната верига се продухват с въздух. След това леярската форма се нагрява до температура 400-700°C без въздух. Разтопеният електропроводим метал се излива в загрята форма при температура 750-1280°C.
Изброените по-горе съществени характеристики на изобретението, различни от прототипа, са необходими и достатъчни във всички случаи, обхванати от правната закрила на изобретението.
Проведеното патентно търсене показа липсата на метод за производство на ротор на електродвигател с предложения набор от характеристики.
По този начин в този случай известни и нови елементи се обединяват от нови връзки, придават на метода за производство на ротора на електродвигателя нови свойства, проявяващи се в положителни ефекти, в резултат на което решението може да бъде признато за изобретателско ниво.
Продухването на жлебовете на магнитната верига на ротора с въздух след нагряването му до температура 300-400°C води до образуването на оксиден филм по стените на жлебовете. След изливането на електропроводимата метална стопилка в загрята леярска форма при температура 750-1280°C и нейната кристализация, върху повърхността на прътите също се образува оксиден филм.
Предлага се да се покрият жлебовете на магнитната верига на ротора преди сглобяването на форматаелектроизолационен лак или емайл. Силиконовите лакове или емайллакове могат да се използват като електрическа изолация на слотовете на магнитната верига на ротора.
Предложените разлики позволяват да се получи плътен, устойчив на висока температура защитен електроизолационен филм върху стените на жлебовете.
Всичко това води до увеличаване на съпротивлението на прехода между стената на жлеба и късо съединената намотка.
Предлага се нагряването на формата без достъп на въздух да се доведе до температура 400-500 ° C, след което алуминият се излива като електропроводим метал при температура 750-850 ° C, или формата се нагрява без достъп на въздух до температура 450-700 ° C, след което медта или нейните сплави се изливат като електропроводим метал в температурния диапазон 1140-1280 ° C .
Предложените отличителни характеристики на изобретението позволяват да се използва същото технологично оборудване за производство на ротори с катерица с медни и алуминиеви намотки, което означава, че с високо качество на пълнене, за да се намалят производствените разходи.
Методът се осъществява по следния начин.
Претегленият пакет на роторната магнитна верига се поставя върху дорника и се компресира от двата края с чугунени полуформи, образувайки намотъчни пръстени за късо съединение.
Тази леярска форма се поставя в пещ и се нагрява до температура 300-400°C (за производство на ротори с катерица с алуминиева намотка до температура 300-350°C и температура 350-400°C за ротори с катерица с медна намотка).
Слотовете на магнитната верига на ротора се продухват с въздух през въздуховода от вентилатор. Подаването на въздух към матрицата се спира и тя се нагрява до температура 400-500°C (за производство на ротори с катерица с алуминиева намотка до температура 350-400°C и температура 400-500°C заротори с катерица и медна намотка).
Нагрятата леярска форма се изважда от пещта и се поставя вертикално върху плочата. Към долната полуформа е свързан метален проводник.
Стопилката от електропроводим метал се приготвя в индукционна пещ и се довежда до температура 750-1280°C.
Стопилката за производство на ротори с катерица с алуминиева намотка се нагрява до температура 750-850°C.
Стопилката за производство на ротори с катерица с медна намотка се нагрява до температура 1140-1280°C.
Чрез изливната фуния стопилката под статично налягане навлиза в долната половина на формата през металната тел и захранващото устройство, образувайки първия късосъединяващ пръстен на намотката на ротора. След това стопилката запълва процепите на магнитната верига на ротора и навлиза в горната полуформа, образувайки втория пръстен на късо съединение на намотката на ротора. Леярската форма се отлежава за кристализация, след което готовият ротор с медна или алуминиева намотка с късо съединение се отстранява от нея.
За подобряване на електрическата изолация, преди сглобяването на матрицата, върху стените на жлебовете на роторната магнитна верига се нанася слой от електроизолационен лак или емайл, например на органосилициева основа, по един от известните методи. Когато леярската форма се загрее в пещ до температура 300-400 ° C, органичните компоненти на лака се отстраняват с въздух, обдухващ жлебовете на магнитната верига на ротора. Благодарение на това надеждността на слоя от такава електрическа изолация се поддържа при температурата на изливане на стопилката на електропроводимия метал във формата (1140-1280 ° C).
Пример. Съгласно предложения метод, прототип на ротор на взривозащитен асинхронен електродвигател от серията EKV с медна намотка с катерица е произведен в леярната част на завода съгласно предложения метод. Сглобената леярска форма се нагрява в камерна пещ I45 с автоматконтрол на температурата до 350°C. След това опаковката на магнитната верига се продухва с въздух в продължение на 20 минути. В рамките на 170 минути формата се нагрява без достъп на въздух до температура от 750°C.
40 минути преди края на нагряването на леярската форма в индукционна електрическа пещ тип IST-0.16 се разтопи заряд от отпадъчна мед клас Ml с тегло 65 kg. Електромагнитното разбъркване на метала осигурява интензивното му обезгазяване.
След това леярската форма се изважда от пещта, монтира се върху печката и се свързва с металната тел с фуния за пълнене. Медната стопилка се излива във форма при температура 1280°C. След кристализация в продължение на 30 минути, готовият ротор с катерица се извади от формата и се тества.
Резултатите от сравнителните тестове на асинхронни електродвигатели с предложената медна намотка на ротора с катерица и сериен ротор с медна намотка показаха намаляване на температурата на ротора с 13°C и повишаване на ефективността на двигателя с 0,4%.
Предложеното техническо решение води до увеличаване на контактното електрическо съпротивление между магнитната верига и отлятата намотка на ротора, намаляване на допълнителните загуби и в крайна сметка до повишаване на ефективността на двигателя и повишаване на неговата експлоатационна надеждност поради намаляване на температурата на нагряване на ротора. Повишаването на ефективността на двигателя води до спестяване на разход на електроенергия по време на неговата работа.
Предложеното техническо решение позволява използването на следните методи за пълнене на роторите при производството на ротора:
- статични (вкл. сифон);
Този метод е много прост, не изисква скъпо оборудване и осигурява висококачествено леене.
1. Авторско свидетелство на СССР № 900970, кл. B22D 18/04, 1982 г.
2. Патент за полезен модел на Украйна № 30220, кл. H02K 15/08,2008 г.
1. Метод за производство на ротор на електродвигател, включващ сглобяване на матрица от магнитна верига, ламинирана върху дорник, затворена в краищата с две полуформи, нагряване в пещ до температура 600-700 ° C, подаване на електропроводима метална стопилка във формата при температура 1280 ° C, нейната кристализация и извличане на готовия ротор с късо съединение намотка, характеризираща се с това, че матрицата се загрява предварително в пещ до температура 300-400 ° C, след това прорезите на магнитната верига се продухват с въздух и се нагряват до температура 400-700 ° C без достъп на въздух, след което стопилка от електропроводим метал се излива в нагрятата форма при температура 750-1280 ° C.
2. Метод за производство на ротор на електродвигател съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че нагряването на формата без достъп на въздух се довежда до температура от 400-500°C, след което алуминият се излива като електропроводим метал при температура от 750-850°C.
3. Метод за производство на ротор на електродвигател съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че нагряването на матрицата без достъп на въздух се довежда до температура от 450-700°C, след което медта или нейните сплави се изливат като електропроводим метал при температура 1140-1280°C.
4. Метод за производство на ротор на електродвигател съгласно една от претенциите 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че преди сглобяването на матрицата жлебовете на магнитната верига на ротора се покриват с електроизолационен лак или емайл.
5. Метод за производство на ротор на електродвигател съгласно една от претенции 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че като електрическа изолация на жлебовете на роторната магнитна верига се използват силиконови лакове или емайллакове.