專利名稱：鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式槽楔的電機的制作方法
本項目屬于電動機和發(fā)電機領(lǐng)域的發(fā)明。
在電機結(jié)構(gòu)的設(shè)計中存在著一對矛盾從嵌線方便和減少漏磁的角度看，需要槽口大些好，從減小定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和減小由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗的角度看，需要槽口小些好，目前有一類磁性槽楔，它的磁性材料基本上是均布的，它可以減小定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和減小由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗，提高效率，但是它使槽口的漏磁增加，最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩下降。
本發(fā)明采用鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式槽楔和對應(yīng)的電機，因其槽楔是疊層式的，可以實現(xiàn)以下目的1、可使更多型號的電機都做成開口槽而不降低效率;2、減小定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和減小由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗，其效果超過半閉口槽;3、不象以往的磁性槽楔那樣引起漏磁增加。
本發(fā)明是可以成為一種新系列的開口槽電機和相應(yīng)的槽楔，其槽楔是由片狀或塊狀的鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式結(jié)構(gòu)，每層的面都是平行于鐵齒的壁(也可以是呈小的夾角)而垂直于其轉(zhuǎn)子園柱表面，它們粘結(jié)成一個整體。該槽楔象普通槽楔一樣沿槽口方向插入鐵芯中，

圖1和圖2是槽楔插入槽口后的示意圖，1-鐵磁性材料的拓展齒，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截獲片，4-線圈，5-槽坑漏磁通截獲片。拓展齒的特征①拓展齒1由鐵磁性材料的塊或疊片制成，其片的面平行于鐵芯齒壁(也可以是呈小的夾角)而垂直于轉(zhuǎn)子園柱表面，拓展齒的作用是使鐵芯的齒寬得到延伸，將原來開口槽的齒形拓展成半閉口槽的齒形，減小定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和減小由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗;②拓展齒1的基本形狀為直角梯形，(因為拓展齒1的齒寬T所對應(yīng)的弧度很小，可視為直線。)，當(dāng)然也可以演變成直角三角形或矩形，如果考慮到粘結(jié)強度，可以增加一些鋸齒，圖9的拓展齒1就在上方增加了一個齒;③拓展齒1可由塊狀的鐵磁性材料或亞磁性材料做成，也可以是由鐵粉末粘結(jié)成塊狀;非磁性材料2是高粘性、高強度、高耐溫的材料，它與拓展齒牢固地結(jié)合成為一個整體，并且由它形成新的槽口。圖6是片狀鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式結(jié)構(gòu)的槽楔，槽楔中鐵磁性片的密度由實驗確定，可以是中間稀兩邊密，也可以是均布甚至兩邊稀中間密。該槽楔采用有取向的硅鋼片是好方案，圖6是槽楔中硅鋼片分布的好方案，槽楔中貼靠鐵芯齒壁兩邊的部分，硅鋼片是緊疊成一厚疊，使槽口處的齒頂部加寬，相當(dāng)于半閉口槽的齒，兩疊硅鋼片中間的一小斷基本上是非磁性材料，其中嵌了一片或數(shù)片硅鋼片，與槽坑漏磁通截獲片5共同起堵截槽漏磁通的作用。圖8中，拓展齒中的鐵磁性材料片疊層呈爪狀，靠鐵芯齒壁的片平行于齒壁，越往中間的片越傾斜，使拓展齒靠氣隙的一邊，片與片的距離比相對的一邊稍寬，使整個拓展齒在靠氣隙邊寬，背離氣隙的一邊窄。以上槽楔與槽口的配合和固定的方法，各種形式都是容易想象的，圖3至圖8是幾種較好的配合，以圖3的凹凸形配合較好。
這種槽楔結(jié)構(gòu)的電機性能將有所改善，其物理解釋如下鐵芯齒的磁通到達齒頂部時會被槽楔分散，磁通較均勻地流向?qū)γ骅F芯，減小了定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙過大引起的損耗和由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗;那么，槽口漏磁通會不會增加呢？傳統(tǒng)的磁性槽楔確實使漏磁增加，其原因是它的磁性材料在槽楔中是均布的，而本發(fā)明的槽楔可以減小漏磁，圖3中，當(dāng)從左壁出來的漏磁通進入鐵磁性材料片5時，進入片5的漏磁通將有兩條磁路，一條是流向右壁，另一條是通過搭接槽楔中的鐵磁性材料片3流向?qū)γ骅F芯，因流向右壁的間距遠大于流向?qū)γ骅F芯的間距(即定、轉(zhuǎn)子氣隙δ)，所以片5上的磁通大部分重新導(dǎo)入對面鐵芯中，成為有效磁通;同樣，鐵磁性材料片3還可以將槽口的漏磁通傳導(dǎo)到對面的鐵芯中，變?yōu)橛杏么磐?再經(jīng)過A、B兩層堵截，槽口漏磁通幾乎全部導(dǎo)入轉(zhuǎn)子，成為有效磁通，這種漏磁通減小的效果等效于槽口變寬。結(jié)論是這種結(jié)構(gòu)的槽楔和電機成功地解決了電機設(shè)計中的一對矛盾可使更多型號的電機都做成開口槽而其效果超過半閉口槽，既使得嵌線方便、漏磁減小，又使得現(xiàn)有的開口槽電機由定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗減小。所以，目前采用半閉口槽和半開口槽的電機都可采用開口槽加該發(fā)明的槽楔，成為一種新的電機系列。
這種結(jié)構(gòu)的槽楔和電機可以改善電氣性能，特別是可以提高效率;同時改善了工藝性，嵌線更方便，有利于提高槽滿率，并使小、微型電機嵌實現(xiàn)自動化。
該槽楔采用有取向的硅鋼片間以熱塑性塑料薄膜，中間夾一塊稱當(dāng)槽口的稍厚一點的塑料，加熱到塑料的熔融狀態(tài)后加壓，使塑料與硅鋼片結(jié)合為一整體，也可以用樹脂材料將硅鋼片粘結(jié)在一起。
權(quán)利要求
1.一種開口槽電機和相應(yīng)的槽楔，其特征是槽楔是由片狀或塊狀的鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式結(jié)構(gòu)，每層的面都是平行于鐵齒的壁(也可以是呈小的夾角)而垂直于其轉(zhuǎn)子園柱表面，它們粘結(jié)成一個整體。該槽楔象普通槽楔一樣沿槽口方向插入鐵芯中，圖1和圖2是槽楔插入槽口后的示意圖，1-鐵磁性材料的拓展齒，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截獲片，4-線圈，5-槽坑漏磁通截獲片；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，其槽楔的拓展齒的特征是①拓展齒1由鐵磁性材料的塊或疊片制成，其片的面平行于鐵芯齒壁(也可以是呈小的夾角)而垂直于轉(zhuǎn)子園柱表面，拓展齒的作用是使鐵芯的齒寬得到延伸，將原來開口槽的齒形拓展成半閉口槽的齒形，減小定、轉(zhuǎn)子的等效氣隙和減小由磁勢波形崎變引起的高次諧波損耗;②拓展齒1的基本形狀為直角梯形，(因為拓展齒1的齒寬T所對應(yīng)的弧度很小，可視為直線。)，當(dāng)然也可以演變成直角三角形或矩形，如果考慮到粘結(jié)強度，可以增加一些鋸齒，圖9的拓展齒1就在上方增加了一個齒;③拓展齒1可由塊狀的鐵磁性材料或亞磁性材料做成，也可以是由鐵粉末粘結(jié)成塊狀;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，非磁性材料2是高粘性、高強度、高耐溫的材料，它與拓展齒牢固地結(jié)合成為一個整體，并且由它形成新的槽口;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，圖6是片狀鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式結(jié)構(gòu)的槽楔，槽楔中鐵磁性片的密度由實驗確定，可以是中間稀兩邊密，也可以是均布甚至兩邊稀中間密。該槽楔采用有取向的硅鋼片是好方案，圖6是槽楔中硅鋼片分布的好方案，槽楔中貼靠鐵芯齒壁兩邊的部分，硅鋼片是緊疊成一厚疊，使槽口處的齒頂部加寬，相當(dāng)于半閉口槽的齒，兩疊硅鋼片中間的一小斷基本上是非磁性材料;
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，以上槽楔與槽口的配合和固定的方法，各種形式都是容易想象的，圖3至圖8是幾種較好的配合，以圖3的凹凸形配合較好;
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，其中嵌了一片或數(shù)片硅鋼片，與槽坑漏磁通截獲片5共同起堵截槽口漏磁通的作用;
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機，目前采用半閉口槽和半開口槽的電機都可采用開口槽加該發(fā)明的槽楔，成為一種新的電機系列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，圖8中，拓展齒中的鐵磁性材料片疊層呈爪狀，靠鐵芯齒壁的片平行于齒壁，越往中間的片越傾斜，使拓展齒靠氣隙的一邊，片與片的距離比相對的一邊稍寬，使整個拓展齒在靠氣隙邊寬，背離氣隙的一邊窄。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽楔，該槽楔采用有取向的硅鋼片間以熱塑性塑料薄膜，中間夾一塊稱當(dāng)槽口的稍厚一點的塑料，加熱到塑料的熔融狀態(tài)后加壓，使塑料與硅鋼片結(jié)合為一整體;也可以用樹脂材料將硅鋼片粘結(jié)在一起。
全文摘要
本發(fā)明是可以成為一種新系列的開口槽電機和相應(yīng)的槽楔，其槽楔是由片狀或塊狀的鐵磁性材料與非磁性材料相間的疊層式結(jié)構(gòu)，每層的面都是平行于鐵齒的壁而垂直于其轉(zhuǎn)子圓柱表面，它們粘結(jié)成一個整體。該槽楔象普通槽楔一樣沿槽口方向插入鐵芯中。圖1是槽楔插入槽口后的示意圖，1-鐵磁性材料的拓展齒，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截獲片，4-線圈，5-槽坑漏磁通截獲片。
文檔編號H02K3/493GK1111411SQ94110970
公開日1995年11月8日 申請日期1994年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月5日
發(fā)明者陳啟星 申請人:陳啟星