專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動機，具體涉及一種三相異步電動機。
背景技術(shù)：
近年來，隨著環(huán)境和能源問題的日益嚴重，節(jié)能減排越來越受到世界各國的高度重視，已成為全人類共同關(guān)注的焦點。電機作為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中極其重要的動力設(shè)備，其耗電量在各種電氣設(shè)備中位居首位。全球范圍內(nèi)電機的用電量高達世界總用電量的 50%以上，約占工業(yè)用電量的70% ；在我國電機用電量約占總用電量的60%，而且目前我國電機的效率普遍比發(fā)達國家低很多，電機的效率還有很大的提升空間。據(jù)相關(guān)報道，如果在2020年我國全部使用高效電機，每年向大氣中排放的(X)2和分別可減少2. 6億噸和 78. 9萬噸。因此，在能源短缺和環(huán)境問題嚴重的今天，降低電機損耗、提高電機效率在節(jié)約能源、控制環(huán)境污染等方面具有重要的意義，而且勢在必行。鐵基非晶態(tài)合金作為一種新型的雙綠色工程材料，具有許多超強的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性，高的電阻率和機電耦合性能等。而且其制造工序簡單，與傳統(tǒng)冶金工藝(如硅鋼)相比，它省去了硅鋼合金十多道復(fù)雜的加工工序， 只要冶煉好母合金，便可一步成材，從而可節(jié)省加工過程中80%的能耗。另外，其節(jié)能效果顯著，研究結(jié)果表明，鐵基非晶態(tài)合金的損耗僅為取向硅鋼的1/3-1/5，用其替代硅鋼制造配電變壓器，可使配電變壓器的空載損耗降低70-80%。采用鐵基非晶合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅鋼片用于電機，可以提高電機效率，使其在更高的頻率下工作，減小電機的體積和重量，提高電機的功率密度，開發(fā)高效節(jié)能無污染的電機。非晶合金電機與傳統(tǒng)的電機相比具有高效節(jié)能、轉(zhuǎn)速高和無噪聲、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速可調(diào)、安全性能高等優(yōu)點；可被廣泛用于航空和軍事設(shè)備、電子設(shè)備和計算機、汽車和交通工具，風(fēng)力和水利發(fā)電等領(lǐng)域，為人類社會帶來更大的效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前所使用電機效率低下、鐵損耗嚴重，高速高頻運行時噪聲大、損耗急劇增加、電機使用性能下降等方面的不足，提供了一種三相異步電動機，該電動機可提高電機工作效率，降低能耗。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是電動機包括定子，所述定子的鐵芯是一種內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，其材質(zhì)為鐵基非晶合金，繞線槽和鐵芯表而有環(huán)氧樹脂包覆層，槽形尺寸根據(jù)鐵基非晶合金的軟磁性能重新設(shè)計；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體， 鐵芯體的材質(zhì)為硅鋼片，在繞線槽和鐵芯表面有清漆包覆層；繞組，所述繞組嵌入在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯繞線槽內(nèi)。所述電動機，機座為標準機座，其中心高與定子尺寸相對應(yīng)。電動機整機采用無間隙裝配，在轉(zhuǎn)子和定子的兩端設(shè)有端蓋和軸承，軸承位于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與端蓋之間，在軸承的一端安裝有波形彈簧，定子直接嵌入機座內(nèi)部，轉(zhuǎn)子和其轉(zhuǎn)軸為一體用軸承與相應(yīng)的前端蓋或后端蓋連接，端蓋用螺栓固定在機座上，接線盒通過螺栓固定在機座上。本發(fā)明電動機所述定子槽形尺寸設(shè)計是在已知鐵基非晶合金飽和磁密的前提下， 選取氣隙磁密、齒磁密和軛磁密，分別計算出所需齒寬bri和軛高hf然后通過作圖，得出槽形尺寸，最后用槽滿率來校核并進行必要的調(diào)整。(1)估算出平行齒的齒寬brl ；(2)估算出鐵芯軛高Iijl ；(3)作圖，
JL 360①畫出定子沖片內(nèi)徑Dil、外徑Di及齒、槽中心線，其夾角O2 =其中Z1* 定子槽數(shù)。②選取合適的槽口高Iitll，槽口寬V以及槽肩部斜角^工并畫出。③畫出平行齒寬bri，則槽上部寬bsl就確定了。④由圖可得，因Iijl已確定，因此槽形圓弧半徑&可算出并畫出。根據(jù)以上得到的槽形尺寸，核算槽滿率并進行必要的調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是，采用鐵基非晶合金鐵芯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅鋼片定子鐵芯，提高電動機效率、降低鐵損耗，由于本發(fā)明的非晶定子鐵芯由粘結(jié)劑粘結(jié)固化而成，并未采用導(dǎo)條等壓緊裝置，整機采用的無間隙裝配方式為其在高速狀態(tài)下穩(wěn)定、安全運行提供保證，從而提高了工作效率。


圖1是本發(fā)明電機定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明電機的裝配主視圖；圖4是所述電機的裝配左視圖；圖5是定子鐵芯槽形尺寸示意圖；圖中，1軸承、2波形彈簧片、3螺栓、4墊圈、5后端蓋、6接線盒、7轉(zhuǎn)子、8定子、9前端蓋、10機座，I、II無間隙裝配處，CI1槽肩部斜角，^齒、槽中心線夾角，bri齒寬，^槽口寬，bsl槽上部寬，Dil內(nèi)徑，Di外徑，Iljl軛高，V槽口高，hs2槽上部到槽形圓弧中心的距離，rs槽形圓弧半徑。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明。電動機包括定子，如圖1所示，定子的鐵芯是一種內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，其材質(zhì)為鐵基非晶合金，繞線槽和鐵芯表面有環(huán)氧樹脂包覆層，槽形尺寸根據(jù)鐵基非晶合金的軟磁性能重新設(shè)計；轉(zhuǎn)子，如圖2所示，轉(zhuǎn)子鐵芯為內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，鐵芯體的材質(zhì)為硅鋼片，在繞線槽和鐵芯表面有清漆包覆層；繞組，所述繞組嵌入在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯繞線槽內(nèi)。環(huán)氧樹脂包覆層一是起粘結(jié)作用，把非晶片粘結(jié)在一起；二是起絕緣作用，實現(xiàn)非晶片層之間的絕緣。
如圖3和圖4所示，電動機整機采用無間隙裝配，在轉(zhuǎn)子7和定子8的兩端設(shè)有端蓋5、9和軸承1，軸承1位于轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)軸與端蓋5、9之間，在軸承1的一端安裝有波形彈簧2，定子8直接嵌入機座10內(nèi)部，轉(zhuǎn)子7和其轉(zhuǎn)軸為一體用軸承1與相應(yīng)的前端蓋9或后端蓋5連接，端蓋5、9用螺栓3固定在機座10上，螺栓內(nèi)設(shè)有墊圈4，以增強固定效果，接線盒6通過螺栓固定在機座10上。圖3中I、II兩處即為無間隙裝配處，其間隙小于傳統(tǒng)電機裝配方式的間隙。定子槽形尺寸的設(shè)計以采用日立金屬生產(chǎn)的寬度為140mm、厚度為0.03mm的 Metglas 2605SA1型鐵基非晶合金薄帶設(shè)計加工Y80M1-4型三相異步電動機用定子鐵芯為例根據(jù)Y80M1-4型三相異步電動機現(xiàn)使用的轉(zhuǎn)子，選擇定子內(nèi)徑Dil = 75mm、外徑Di =120mm，定轉(zhuǎn)子槽配合=對/22，其中Z1J2分別為定子槽數(shù)、轉(zhuǎn)子槽數(shù)，定子高度為 60mm，定子槽形為梨形槽，如附圖2。已知Metglas 2605SA1型鐵基非晶合金飽和磁密為1. 56T，選取氣隙磁密為0. 7T、 齒磁密為1.3T、軛磁密為1.2T，分別計算出所需齒寬和軛高hy然后通過作圖，得出槽形尺寸，最后用槽滿率來校核并進行必要的調(diào)整。(1)估算出平行齒的齒寬brl = 6. 293mm ；(2)估算出鐵芯軛高Iijl = 10. 417讓；(3)作圖，如附圖5①畫出定子沖片內(nèi)徑Dil = 75mm、外徑Di = 120mm及齒、槽中心線，其夾角
權(quán)利要求
1.電動機包括定子，所述定子的鐵芯是一種內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，其材質(zhì)為鐵基非晶合金，繞線槽和鐵芯表面有環(huán)氧樹脂包覆層，槽形尺寸根據(jù)鐵基非晶合金的軟磁性能重新設(shè)計；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，鐵芯體的材質(zhì)為硅鋼片，在繞線槽和鐵芯表面有清漆包覆層；繞組，所述繞組嵌入在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯繞線槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動機，其特征是所述電動機的機座為標準機座，其中心高與定子尺寸相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電動機，其特征是電動機整機采用無間隙裝配，在轉(zhuǎn)子和定子的兩端設(shè)有端蓋和軸承，軸承位于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與端蓋之間，在軸承的一端安裝有波形彈簧，定子直接嵌入機座內(nèi)部，轉(zhuǎn)子和其轉(zhuǎn)軸為一體用軸承與相應(yīng)的前端蓋或后端蓋連接， 端蓋用螺栓固定在機座上，接線盒通過螺栓固定在機座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動機，其特征是所述定子槽形尺寸設(shè)計是在已知鐵基非晶合金飽和磁密的前提下，選取氣隙磁密、齒磁密和軛磁密，分別計算出所需齒寬和軛高 h,,，然后通過作圖，得出槽形尺寸，最后用槽滿率來校核并進行必要的調(diào)整(1)估算出平行齒的齒寬brl;(2)估算出鐵芯軛高Iijl；(3)作圖1 360°①畫出定子沖片內(nèi)徑Dil、外徑Di及齒、槽中心線，其夾角《ζ=其中乙為定子 Μ JLt I槽數(shù)；②選取合適的槽口高hd，槽口寬V以及槽肩部斜角CI1并畫出；③畫出平行齒寬、，則槽上部寬bsl就確定了；④由圖可得，因軛高Iijl已確定，因此槽形圓弧半徑rs可算出并畫出； 根據(jù)以上得到的槽形尺寸，核算槽滿率并進行必要的調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動機，其特征是可根據(jù)Metglas^K)5SA1型鐵基非晶合金的軟磁性能對Y80M1-4型三相異步電動機的定子鐵芯槽形尺寸進行重新設(shè)計，所述定子鐵芯平行齒的齒寬6. 293mm, 所述定子鐵芯軛高10. 417mm, 所述定子鐵芯槽口寬2. 5mm, 所述定子鐵芯槽口高0. 5mm, 所述定子槽肩部斜角30°， 所述定子鐵芯槽上部寬3. 75mm, 所述定子鐵芯內(nèi)徑75mm， 所述定子鐵芯外徑120mm，所述定子鐵芯槽上部到槽形圓弧中心的距離7. 97mm, 所述定子鐵芯槽形圓弧半徑2. 94mm, 所述定子鐵芯槽滿率0. 763。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動機，包括定子，其鐵芯是一種內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，材質(zhì)為鐵基非晶合金，繞線槽和鐵芯表面有環(huán)氧樹脂包覆層，槽形尺寸根據(jù)鐵基非晶合金的軟磁性能重新設(shè)計；轉(zhuǎn)子，其鐵芯為內(nèi)設(shè)繞線槽的環(huán)形鐵芯體，鐵芯體的材質(zhì)為硅鋼片，在繞線槽和鐵芯表面有清漆包覆層；繞組，所述繞組嵌入在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯繞線槽內(nèi)。電動機的機座為標準機座，其中心高與定子尺寸相對應(yīng)，電動機整機采用無間隙裝配。與傳統(tǒng)的三相異步電動機相比，本發(fā)明具有重量輕、高效節(jié)能、低鐵損、綠色環(huán)保的特點。
文檔編號H02K15/02GK102403852SQ20111026670
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者寧淑榮, 王延剛, 茹海, 高軍 申請人:山東大學(xué)威海分校