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压芯工艺条件的选择

发布时间:2021-06-23 08:11
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有一次SJ团队参观企业,在总装厂观察电机的零部件,感叹:电机好做!我们都知道做电机很容易,但做电机真的不容易;同样的方案,不同的电机厂家,不同的工艺,会有很多不同的性能效果。今天,女士与会者应该对电机铁芯的制造做一个简要的总结。其实说起来,技术水平的差异在纸面上很难看到,体现在一些经验的积累上。

定量和恒压问题

电机铁芯必须有一定重量的冲片,冲片之间有足够的压力使铁芯成为一个整体。这样才能保证电机的性能和可靠性。无论是定“量”压还是定“压”压,都要满足这个要求。定量压装是根据重量来控制铁芯。但由于硅钢片的密度、毛刺、厚度、膜厚等不稳定因素的影响,在铁芯重量不变的情况下,铁芯长度不符合规定值。由于没有压力标准,铁芯往往会因压力不足而松动,或者因压力过大而损坏片间绝缘。恒压压制是通过压力来控制铁芯。在实际生产中,由于上述不稳定因素的影响,以及内径和外径尺寸的误差和槽形的均匀性,层压过程中的摩擦力变化很大,因此很难通过压力机的压力来控制铁芯的片间压力,当使用手动压力机时,甚至更难控制。

任何时候都不可能通过冲片数量来控制芯压装。因为硅钢片的厚度公差(一般是铝厂和装配厂的10%)远远不能保证铁芯的质量。在实际生产中,采用定量、恒压、定长相结合的方法。也就是说,数量为主,允许压力在一定范围内变化,适当增减冲片数量(一般不超过2-3片)以保证芯长。铁芯叠片系数

理论上,电机铁芯中硅钢片的量(千克)根据公式(1)计算。Gfe=kfe fesl...(1)式(1)中:KFe——铁芯叠片系数,即补铁系数;Fe——硅钢片密度(kg/m3);S——净冲压面积(m2);l一个铁芯的总长度(m)。铁芯的叠片系数KFe可以根据公式(2)定义计算。

可以看出,KFe与硅钢片的净厚度、两侧绝缘厚度以及片与片之间的间隙有关。实际上,绝缘厚度受绝缘处理工艺的影响,板之间的间隙随压力、毛刺和芯结构零件的质量而变化。也就是说,KFe与制造工艺密切相关。在工艺稳定的工厂,堆积压力系数KFe也是稳定的。不同的过程对应不同的堆积压力系数,范围从0.91到0.98。佳堆垛压力的选择

为了防止冲片在长期运行中松动,片与片之间的实际储存压力应在0.8~1.0 MN/m2左右。但由于压制时需要克服较大的摩擦力(如冲片与匹配零件的轴或框架之间的摩擦力;冲片与压装夹具之间的摩擦);硅钢片压缩后进一步压扁,运行冲片绝缘老化收缩等。将导致现有铁芯片之间的压力降低。因此,压制压力应略高于MN/m2。为了防止冲压片在运输和碰撞过程中松动,应增加实际堆垛压力。

在实际生产中,有些工厂害怕铁芯松动,寻求提高叠片系数,因此小型异步电机定子铁芯的叠片压力往往高达20~30 MN/m2,导致冲片绝缘被压坏,铁芯性能变差。佳堆叠压力的选择必须通过分析和比较定子铁芯的磁性和堆叠压力系数来确定。随着叠压力对铁心磁性能的影响,堆垛压力的增加,芯冲头的内应力增加,在30 MN/m2以下,芯产生的内应力实际上在弹性范围内。铁芯的磁性能因弹性应力而变差,但压力释放后会有所改善。当堆垛压力为MN/m2时,对于小型异步电动机的定子铁芯,由内应力引起的单位损耗仅增加5%(B=1.5 tex),而建立该磁感应强度所需的磁场强度增加约47%。可见应力对磁化曲线的影响很大。即使板之间有可靠的绝缘,当定子铁芯在一定压力下层压和紧固时,定子铁芯的磁性能由于弹性应力而恶化。

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实际上铁心冲片片间绝缘质量并非十分可靠,有的甚至很差,加以冲片有很大的毛刺,因此,当叠压力增高时,不仅磁滞损耗增加,而且随片间绝缘电阻值的降低,又引起了涡流损耗的增加,这种增加远远地超过由于弹性应力所引起的增加。由于片间绝缘不良和冲片毛刺的影响,使得铁心单位损耗随叠压力的增高而急剧增加,而对磁化曲线的影响很小。

●叠压力和叠压系数的关系根据试验对比数据和曲线的分析,为了提高铁心的叠压系数,对于氧化处理冲片叠压的定子铁心,可以先以20兆牛/米2压力预压,后用4~6兆牛/米2压力压紧,并以扣片紧固铁心。预压实际上不影响铁心终的磁性能。采用预压铁心的叠压方法,可以提高叠压系数确保铁心的紧密度。实验证明,这种工艺方案可以使小型异步电动机的空载损耗和杂散损耗降低,效率提高。对于涂漆绝缘的冲片,一般当片间压力超过4兆牛/米2时,片间绝缘会破坏,故不能任意提高叠压力。 以上非官方发布内容,仅代表个人观点。

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