電機沖片、鐵心質(zhì)量對產(chǎn)品的影響

1、電機沖片、鐵心質(zhì)量對產(chǎn)品的影響lrJlqI,*t(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)第42 o 0 卷 05 (期) 電機沖片,鐵心質(zhì)量對產(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) 佳木斯防爆電機研究所,黑龍江佳木斯(154005) 摘要三相異步電動機在檢驗中,時常發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品試制鑒定時樣品的性能指標(biāo)符合圖紙和產(chǎn) 品要求,但在生產(chǎn)時不同廠家或同一廠家,不同批次的產(chǎn)品性能卻波動很大,經(jīng)分析是沖片及鐵心 的設(shè)計制造質(zhì)量不穩(wěn)定所致.本文所闡述的是一些對性能有影響,在設(shè)計制造中均難以發(fā)現(xiàn)的潛 在隱患性問題. 關(guān)鍵詞沖片鐵心質(zhì)量隱患 中圖分類號TM305

2、.1文獻標(biāo)識碼B文章編號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)品抽檢時常發(fā)現(xiàn),三相異步電動機 (以下簡稱電機)按同一產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),同一電磁設(shè)計 即同一規(guī)格的電機當(dāng)生產(chǎn)廠家不同或同一廠家不 同批次的各電機產(chǎn)品之間其效率,功率因數(shù),空載 電流和溫升,振動,噪聲等均有較大的差別,因此 出現(xiàn)了型式試驗合格的定型產(chǎn)品在抽檢時測得的 數(shù)據(jù)與型式試驗時的數(shù)據(jù)差異較大,有時甚至超 差,不合格.設(shè)計人員因型式試驗合格后在設(shè)計 上未作絲毫地改動而對此也無所適從,百思不得 其解.經(jīng)過查閱有關(guān)資料及對不同廠家,不同批 次的產(chǎn)品試驗結(jié)果進

5、行深入地分析,筆者認為是 沖片,鐵心質(zhì)量的緣故. 2沖片對電機性能的影響 沖片尺寸由設(shè)計給定.以下探討在設(shè)計不變 的情況下,制造中對質(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)波動的.如果波動 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上,就會使電機性能 受到較大的影響,尤其是對于中大型電機,鐵耗占 損耗的比重較大,對性能的影響(主要是溫升,功 率因數(shù))也就比較明顯.這是從電磁設(shè)計上難以 查覺的隱患. 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 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付著生產(chǎn),則帶來的后患 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)備自動控制技術(shù)工作 38 第(臻i期)(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)防爆電機 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)電機制造廠在無漆膜的沖片上涂絕緣漆; (3)在電機制造廠對沖片進行氧化處理形成絕緣 層. 無論哪一種方式,若達不到要求,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,又能”燒”掉些沖制過程 中產(chǎn)生的毛刺,并將沖制過程中產(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,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系列電機統(tǒng)一設(shè)計時,為改善電機的起動 性能設(shè)計了一種”刀”形槽.若該種槽形的上部 過窄,則澆注時容易

8、產(chǎn)生細條現(xiàn)象,這會使轉(zhuǎn)子局 部過熱.這些熱量有很大一部分要通過定子散出 去.因此,定子也要熱,則電機的溫升也要”無 緣”地增加,因為鑄鋁轉(zhuǎn)子細條的質(zhì)量問題不太 容易被查覺到. 3鐵心 3.1定子鐵心 3.1.1鐵,疊壓松緊的影響 有時,在鐵心疊壓時,因片數(shù)不太夠,但缺的 并不多,操作者為了保證鐵心長度的尺寸符合圖 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的溫升增高,效率,功 率因數(shù)降低外,還會使電磁噪聲增加. 3.1.2鐵心不整齊的影響 鐵Jl,不整齊主要是因為沖片毛刺過大,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,對性能的影響如上述;(

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

10、下質(zhì)量問題. 3.2.1當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心質(zhì)量不穩(wěn)定時,出現(xiàn)”菱形” 時,要影響動平衡的精度,繼而使電機的振動,噪 聲均要增加. 3.2.2若沖片內(nèi)孔超差,對于單片往軸上疊壓的 繞線轉(zhuǎn)子的電機來說,因軸的公差未變(該處無 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,帶負荷后轉(zhuǎn)子發(fā)熱膨脹時,此間隙 還要增加,除對振動,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 機的”掃膛”故障與此有直接關(guān)系. 綜上所述,對沖片,鐵心的設(shè)計提出以下幾點 意見,供設(shè)計人員參考. (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,尖角處的磁疇容易 被破壞,它會損傷硅鋼片的導(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, 不僅要考慮電機的性能,還應(yīng)顧及到澆注的工藝 性,如上述;(3)多極電機沖片的定,轉(zhuǎn)子軛部尺 寸不宜過窄.否則,鐵心容易變形.這樣鐵心在 往機座里壓裝時,若受到不均勻的擠壓鐵損耗也 要增加.上述3點意見都是在計算單上查覺不 到,對電機質(zhì)量又有一定影響的隱患性問題. 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,制造質(zhì)量既影響電機的電氣性能,機 械性能,又與電機的制造成本息息相關(guān),同時這類 質(zhì)量問題在制造過程中

12、又不容易被查覺到.為了 產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,應(yīng)在設(shè)計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)量達到標(biāo)準(zhǔn)要求. (下轉(zhuǎn)43頁) 39 第4(51期)(EXPLOSIONPROOFELECTRICMACHINE)防爆電機 水平 由于機加工原因造成定,轉(zhuǎn)子偏心時,氣隙中 將存在一系列附加諧波磁場,也可引起較強的電 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)增大電動機氣隙 當(dāng)電機定轉(zhuǎn)子偏心時,會產(chǎn)生單邊磁拉力噪 聲.適當(dāng)增大電動機氣隙以減小相對偏心和氣隙 不均勻度,可以減小諧波磁場的幅

13、值,并降低電機 掃膛故障出現(xiàn)的機率,從而達到降低噪聲的目的. 3應(yīng)用上述方法設(shè)計配套注塑機用 YSKF系列低噪聲專用電機 3.IYSKF系列電機采用一=4p槽配合, 表l列出一些槽配合的對比. 3.2不同槽配合電磁噪聲值對比見表2. 表1電機槽配合對比表 表2不同槽配合電磁噪聲值對比 電動?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系列電機相比, YSKF電機采用z一Z2=4p這種槽配合以后,電 磁噪聲平均下降17.5dB.而且通過對電動機型 式試驗,槽配合為z一Z=4p的電動機,轉(zhuǎn)子斜 槽度為b=/(Z-p)時,電動機在低頻低壓 起動過程中無抖動,轉(zhuǎn)子斜槽度為其它值時,則有 明顯的抖動. 4結(jié)論 通過對電機設(shè)計中槽配合和斜槽度這兩個主 (上接39頁) 4.2設(shè)計人員在設(shè)計沖片,鐵心時,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 質(zhì)量有影響在計算單上又難以覺查到的隱患問 題. 參考文獻 I提高異步電機質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié).中小型電機. 要技術(shù)數(shù)據(jù)的分析和靈活運用,有效地降低了籠 形轉(zhuǎn)子三相異步電動機的電磁噪聲,完成了 YSKF系列配套