電機(jī)沖片、鐵心質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的影響

1、電機(jī)沖片、鐵心質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的影響lrJlqI,*t(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)第42 o 0 卷 05 (期) 電機(jī)沖片,鐵心質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的影響 史巖清張玉大 浩良河化肥分公司,黑龍江伊春(153103) 佳木斯防爆電機(jī)研究所,黑龍江佳木斯(154005) 摘要三相異步電動(dòng)機(jī)在檢驗(yàn)中,時(shí)常發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品試制鑒定時(shí)樣品的性能指標(biāo)符合圖紙和產(chǎn) 品要求,但在生產(chǎn)時(shí)不同廠家或同一廠家,不同批次的產(chǎn)品性能卻波動(dòng)很大,經(jīng)分析是沖片及鐵心 的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量不穩(wěn)定所致.本文所闡述的是一些對(duì)性能有影響,在設(shè)計(jì)制造中均難以發(fā)現(xiàn)的潛 在隱患性問(wèn)題. 關(guān)鍵詞沖片鐵心質(zhì)量隱患 中圖分類號(hào)TM305

2、.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)10087281(2005)05003803 TheInfluenceoftheQualityofPunchingandCoreonMotorProduct ShiYanqingandZhangYuda AbstractDuringinspectionofthreephaseinductionmotors,itisohenfoundthat theperformanceindicesofthesamplemeettherequirementsofdrawingsandproductwhen itistrialproducedandappraised,butduringp

3、racticalproduction.f0rproductsproduced bythedifferentmanufacturerordifferentbatchesofsamemanufacturer,theperformance maybedifferent,Throughanalysis,itiscausedbythedesignandmanufacturingquality ofpunchingandcore.rrhispaperdescribessomeinfluencesonperformance.andsome problemsdifficulttobefoundindesign

4、andmanufacturing. KeywordsPunching,core,quality,andhiddentrouble. 1引言 在多年產(chǎn)品抽檢時(shí)常發(fā)現(xiàn),三相異步電動(dòng)機(jī) (以下簡(jiǎn)稱電機(jī))按同一產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),同一電磁設(shè)計(jì) 即同一規(guī)格的電機(jī)當(dāng)生產(chǎn)廠家不同或同一廠家不 同批次的各電機(jī)產(chǎn)品之間其效率,功率因數(shù),空載 電流和溫升,振動(dòng),噪聲等均有較大的差別,因此 出現(xiàn)了型式試驗(yàn)合格的定型產(chǎn)品在抽檢時(shí)測(cè)得的 數(shù)據(jù)與型式試驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)差異較大,有時(shí)甚至超 差,不合格.設(shè)計(jì)人員因型式試驗(yàn)合格后在設(shè)計(jì) 上未作絲毫地改動(dòng)而對(duì)此也無(wú)所適從,百思不得 其解.經(jīng)過(guò)查閱有關(guān)資料及對(duì)不同廠家,不同批 次的產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)

5、行深入地分析,筆者認(rèn)為是 沖片,鐵心質(zhì)量的緣故. 2沖片對(duì)電機(jī)性能的影響 沖片尺寸由設(shè)計(jì)給定.以下探討在設(shè)計(jì)不變 的情況下,制造中對(duì)質(zhì)量影響的因素. 2.1硅鋼片的損耗,導(dǎo)磁性能 不同廠家及同一廠家不同批號(hào)的硅鋼片導(dǎo) 磁,比損耗性能不是完全相同的,盡管有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī) 定值,但它們是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的.如果波動(dòng) 的幅度比較大,或者硅鋼片本身的材質(zhì)不符合要 求,則這樣的硅鋼片用到電機(jī)上,就會(huì)使電機(jī)性能 受到較大的影響,尤其是對(duì)于中大型電機(jī),鐵耗占 損耗的比重較大,對(duì)性能的影響(主要是溫升,功 率因數(shù))也就比較明顯.這是從電磁設(shè)計(jì)上難以 查覺(jué)的隱患. 2.2硅鋼片模具超差 硅鋼片的模具,如槽沖模,脫離模

6、,在使用過(guò) 程中凸模與凹模間的間隙逐漸增加.有的廠家在 模具超差的情況下還對(duì)付著生產(chǎn),則帶來(lái)的后患 是:沖片毛刺明顯增大.毛刺一大,鐵損耗及空載 電流都要增加,導(dǎo)致電機(jī)溫升增高,功率因數(shù)下 降,效率也要降低. 2.3硅鋼片片間絕緣 收稿日期:2005-06-05. 史巖清男1963年生;畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)電子技術(shù)專業(yè),現(xiàn)從事電氣設(shè)備自動(dòng)控制技術(shù)工作 38 第(臻i期)(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)防爆電機(jī) 硅鋼片間絕緣可以抑制鐵心中的渦流,繼而 降低由此而產(chǎn)生的渦流損耗(它被計(jì)入到鐵損耗 之中).片間的絕緣層由以下三種方式形成: (1)冷軋硅鋼片自帶的漆膜構(gòu)成

7、的片間絕 緣;(2)電機(jī)制造廠在無(wú)漆膜的沖片上涂絕緣漆; (3)在電機(jī)制造廠對(duì)沖片進(jìn)行氧化處理形成絕緣 層. 無(wú)論哪一種方式,若達(dá)不到要求,鐵損耗就要 增加.在上列三種方式中,第(3)種比較好,除形 成絕緣層外,在加溫時(shí),又能”燒”掉些沖制過(guò)程 中產(chǎn)生的毛刺,并將沖制過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也 消除一部分.因此,與(1),(2)相比,鐵損耗較 小,功率因數(shù)也略高.但若氧化時(shí),沖片摞得太 厚,氧化效果不好,其優(yōu)越性則要大打折扣,這也 應(yīng)該算作一個(gè)隱患因素. 2.4鑄鋁轉(zhuǎn)子的沖片槽形要顧及澆注的工藝性 Y系列電機(jī)統(tǒng)一設(shè)計(jì)時(shí),為改善電機(jī)的起動(dòng) 性能設(shè)計(jì)了一種”刀”形槽.若該種槽形的上部 過(guò)窄,則澆注時(shí)容易

8、產(chǎn)生細(xì)條現(xiàn)象,這會(huì)使轉(zhuǎn)子局 部過(guò)熱.這些熱量有很大一部分要通過(guò)定子散出 去.因此,定子也要熱,則電機(jī)的溫升也要”無(wú) 緣”地增加,因?yàn)殍T鋁轉(zhuǎn)子細(xì)條的質(zhì)量問(wèn)題不太 容易被查覺(jué)到. 3鐵心 3.1定子鐵心 3.1.1鐵,疊壓松緊的影響 有時(shí),在鐵心疊壓時(shí),因片數(shù)不太夠,但缺的 并不多,操作者為了保證鐵心長(zhǎng)度的尺寸符合圖 紙,往往將鐵心壓的較松.其危害是:除因鐵損 耗,空載電流增加而使電機(jī)的溫升增高,效率,功 率因數(shù)降低外,還會(huì)使電磁噪聲增加. 3.1.2鐵心不整齊的影響 鐵Jl,不整齊主要是因?yàn)闆_片毛刺過(guò)大,脫離 模超差及操作者不精心所致,其危害:(1)鐵耗 損,空載電流增大,對(duì)性能的影響如上述;(

9、2)定 子沖片外圓不整齊,對(duì)于以熱傳導(dǎo)散熱為主的低 壓電機(jī)來(lái)說(shuō),其溫升增加;(3)為了考慮鐵心質(zhì)量 差,電機(jī)的主絕緣不得不加厚.比如6kV電機(jī)的 對(duì)地主絕緣,若鐵心質(zhì)量好,將0.14×25mm的云 母帶半疊包8層即可達(dá)到絕緣強(qiáng)度的要求.但目 前國(guó)內(nèi)電機(jī)生產(chǎn)廠家一般都要包1O層,有的甚至 包l2層.多包的層數(shù)就是因?yàn)榭紤]鐵心裝壓不 整齊而額外留出的裕度,這既浪費(fèi)了絕緣材料,又 使繞組散熱差,而使電機(jī)的溫升增高. 3.2轉(zhuǎn)子鐵心 除了與定子鐵心因疊壓質(zhì)量差而帶來(lái)的同樣 危害:空載電流增加,電磁噪聲增加對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子 還存在因鐵心質(zhì)量不穩(wěn)定而迫使設(shè)計(jì)員額外增加 絕緣厚度的問(wèn)題以外,還會(huì)出現(xiàn)以

10、下質(zhì)量問(wèn)題. 3.2.1當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí),出現(xiàn)”菱形” 時(shí),要影響動(dòng)平衡的精度,繼而使電機(jī)的振動(dòng),噪 聲均要增加. 3.2.2若沖片內(nèi)孔超差,對(duì)于單片往軸上疊壓的 繞線轉(zhuǎn)子的電機(jī)來(lái)說(shuō),因軸的公差未變(該處無(wú) 法隨模具磨損而不斷地調(diào)整公差值),轉(zhuǎn)子鐵心 與軸就要產(chǎn)生較大的間隙.尤其是沖片在常溫下 被疊壓到軸上,帶負(fù)荷后轉(zhuǎn)子發(fā)熱膨脹時(shí),此間隙 還要增加,除對(duì)振動(dòng),噪聲起”推波助瀾”作用外, 還要破壞定,轉(zhuǎn)子的同軸度,使氣隙不均勻,增加 單邊磁拉力,繼而使轉(zhuǎn)子撓度增大.繞線轉(zhuǎn)子電 機(jī)的”掃膛”故障與此有直接關(guān)系. 綜上所述,對(duì)沖片,鐵心的設(shè)計(jì)提出以下幾點(diǎn) 意見(jiàn),供設(shè)計(jì)人員參考. (1)槽形盡量

11、不要帶尖角.帶尖角的槽形, 一 是模具壽命低,二是沖槽時(shí),尖角處的磁疇容易 被破壞,它會(huì)損傷硅鋼片的導(dǎo)磁性能,鐵損耗(指 定子部分)也要隨之增加;(2)鑄鋁轉(zhuǎn)子的槽形, 不僅要考慮電機(jī)的性能,還應(yīng)顧及到澆注的工藝 性,如上述;(3)多極電機(jī)沖片的定,轉(zhuǎn)子軛部尺 寸不宜過(guò)窄.否則,鐵心容易變形.這樣鐵心在 往機(jī)座里壓裝時(shí),若受到不均勻的擠壓鐵損耗也 要增加.上述3點(diǎn)意見(jiàn)都是在計(jì)算單上查覺(jué)不 到,對(duì)電機(jī)質(zhì)量又有一定影響的隱患性問(wèn)題. 4結(jié)論 4.1定,轉(zhuǎn)子沖片及由它們疊壓而成的定,轉(zhuǎn)子 鐵心的設(shè)計(jì),制造質(zhì)量既影響電機(jī)的電氣性能,機(jī) 械性能,又與電機(jī)的制造成本息息相關(guān),同時(shí)這類 質(zhì)量問(wèn)題在制造過(guò)程中

12、又不容易被查覺(jué)到.為了 產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,應(yīng)在設(shè)計(jì)工藝中采取些有效的 “把關(guān)”措施,嚴(yán)格按圖樣及工藝要求,控制沖片 及鐵心制造質(zhì)量,保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求. (下轉(zhuǎn)43頁(yè)) 39 第4(51期)(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)防爆電機(jī) 水平 由于機(jī)加工原因造成定,轉(zhuǎn)子偏心時(shí),氣隙中 將存在一系列附加諧波磁場(chǎng),也可引起較強(qiáng)的電 磁噪聲.因此,必須嚴(yán)格控制零部件加工精度,控 制整機(jī)裝配質(zhì)量,保證定,轉(zhuǎn)子同心度,可有效降 低噪聲. 2.4適當(dāng)增大電動(dòng)機(jī)氣隙 當(dāng)電機(jī)定轉(zhuǎn)子偏心時(shí),會(huì)產(chǎn)生單邊磁拉力噪 聲.適當(dāng)增大電動(dòng)機(jī)氣隙以減小相對(duì)偏心和氣隙 不均勻度,可以減小諧波磁場(chǎng)的幅

13、值,并降低電機(jī) 掃膛故障出現(xiàn)的機(jī)率,從而達(dá)到降低噪聲的目的. 3應(yīng)用上述方法設(shè)計(jì)配套注塑機(jī)用 YSKF系列低噪聲專用電機(jī) 3.IYSKF系列電機(jī)采用一=4p槽配合, 表l列出一些槽配合的對(duì)比. 3.2不同槽配合電磁噪聲值對(duì)比見(jiàn)表2. 表1電機(jī)槽配合對(duì)比表 表2不同槽配合電磁噪聲值對(duì)比 電動(dòng)?xùn)乓?guī)格132s一4l60L一6l8OM一4 槽配合36/3236/2836/3336/4236/244848/3848/40 電磁噪聲(dB)59.341.268.752.345.169.464.358.7 從表2數(shù)據(jù)中可知:與Y系列電機(jī)相比, YSKF電機(jī)采用z一Z2=4p這種槽配合以后,電 磁噪聲平均下降17.5dB.而且通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)型 式試驗(yàn),槽配合為z一Z=4p的電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子斜 槽度為b=/(Z-p)時(shí),電動(dòng)機(jī)在低頻低壓 起動(dòng)過(guò)程中無(wú)抖動(dòng),轉(zhuǎn)子斜槽度為其它值時(shí),則有 明顯的抖動(dòng). 4結(jié)論 通過(guò)對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)中槽配合和斜槽度這兩個(gè)主 (上接39頁(yè)) 4.2設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)沖片,鐵心時(shí),一要照顧到 加工工藝性,使產(chǎn)品質(zhì)量趨于穩(wěn)定;二是注意到對(duì) 質(zhì)量有影響在計(jì)算單上又難以覺(jué)查到的隱患問(wèn) 題. 參考文獻(xiàn) I提高異步電機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié).中小型電機(jī). 要技術(shù)數(shù)據(jù)的分析和靈活運(yùn)用,有效地降低了籠 形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁噪聲,完成了 YSKF系列配套