交流电机制造技术

本发明专利技术涉及电机，特别涉及交流电机．为改进结构，本发明专利技术提出十个方案，其中七个方案还可用于直流机与整流子电机－例如：非磁性的齿，可根除径向振动，轴承因免受径向力撞击而延长使用寿命，并使齿谐波与噪音均很低，内铁心的内径合理、最多可省硅钢片２０％，加上轴的结构，总重量最多可减轻１０％，非气隙处、铁心加一层高磁导率材料后，可减小励磁电流．交流绕组，采用集中绕组，其所须工艺，与线圈一样简单，其所需导线更少．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，特别涉及交流电机。现有的电机励磁电流稍大、总重量较大、分布绕组所在的槽形-产生径向振动与较大的齿谐波、交流电机中接通交流电的分布绕组-结构复杂。本专利技术的目的在于，提供励磁电流稍小、总重量较轻、没有径向振动，齿谐波小(接通交流电的)绕组结构简单的电机。上述目的，由本专利技术的十个方案实现。在叙述方案之前，先定义名词与叙述导言，定子、转子间，供转动用的间隙(该处塞入塞尺，可判断是否对中)，称为间隙△;由齿的磁位降，折算为本专利技术面积更大的空气长度L，则间隙与L之和，为计算气隙或“等值气隙”(简称为“气隙”δ)δ＝△+L-下文提及的气隙，均指“等值气隙”，其含义异于现有(人们把上述间隙称为气隙，本文不如此)。以铁心位置为特征，称两铁心为“外铁心”(即处于外面的铁心，其脚注为1，或称为铁心1)和“内铁心”(位于外铁心内，其脚注为2，或称为铁心2)。现有技术的各项数据，用脚注d表示，本专利技术的各项数据，以脚注W表示;有必要区别两者时用上述脚注，未标脚注的，皆为本专利技术的结构代号或数据。本专利技术所述的电机，由外铁心外壳、内铁心、轴各一只(内、外铁心上，分别有)一只至多只绕组等主要部件组成，内铁心上一只绕组的例子、直流电机，外铁心一只绕组的实例单相交流整流于电机，本专利技术解出二维场的偏微分方程，得出结论铁心与其支持件间，若有磁导率更高的材料，该材料会使流入铁心的磁通更多。亦即总磁通相等时，与现有结构相比，更多磁通流经铁心、更少磁通流经铁心的支持件，从而减小励磁电流。利用这个结论，提出方案一、二、三、十。因所有方案均为独立的方案，所以把各方案的实施例与优点，分别列于该方案之后。本专利技术各方案为一.外铁心的外表面、有磁导率更高的材料，其优点已如上述。只须比铁心磁导率更高的材料(例如μ磁性合金、铝硅铁粉、镍铁钼导磁合金)处于外表面一薄层，即可改变边界条件，亦即达到予期目的。实施方法可以把上述粉状的材料掺入粘合剂(例如环氧树脂)而成“油漆”，在该表面刷一层，也可以二.外铁心的外表面与外壳的内表面之间填有铝硅铁粉。填充步骤举例在外铁心与外壳(通常情况下，外壳即机座)的一端用环氧树脂封闭。凝固后，以封闭端为底，外铁心置振动台上、其中心线垂直于地面，自上端填入铝硅铁粉;填满后由振动力把粉粒振密(振实)，加粉、再振，填实填满后，用环氧树脂封住。同理三.内铁心的内表面，有磁导率更高的材料。其实施方法，同方案一。四.导言中所述的一只至多只绕组为分布绕组，其所在的铁心，具有磁导率与空气相同的齿，即齿由磁导率与空气相等的材料构成。这个方案的实施例，为“外铁心内表面”与“内铁心外表面”之间，空出齿及导线的空间，分布绕组所在的铁心，浇铸有色金属(例如铝或铜)、非磁性铸钢、塑料(例如聚四氟乙烯、聚氯乙烯;必要时，塑料的中心，以铝为骨，可传递更大的力)，由这些材料构成齿。齿与铁心结合为一体的方式1)热箍;2)铁心表面开槽、槽底为宽度更大的梯形、T形或圆形;3)方案2)接近表面处开缝，缝中插入磁性薄片，薄片盖住槽口。1)、3)方式下，铁心的表面光滑。其他条件相同时，本方案的励磁电流≤现有结构的条件△W≤△d+Ld;由此条件及相似原则，设计计算时可确定所须结构尺寸。此方案的优点1)用以传递力的齿宽，小于现有结构，则容纳导线的有效面积更大、槽更浅，因而散热条件更好，则导线中电流密度更大，导线用量更少。2)磁力线垂直于(分布绕组所在的)铁心(即垂直于导线)、导线所在之处的磁密最大(也比现有的大)-若电机作为发电机、所生的电势最大;若电机作为电动机、所生的力矩最大这两种情况都是由最优的结构，使得用料最省)。而且没有径向分力，消除现有结构中径向振动的根源，减轻轴承的径向撞击、从而延长其使用期限。3)铁心表面光滑的结构，设计及使用时，均免除齿谐波大及噪音大的困扰。此方案槽的面积小于现有结构，保持直径与现有结构相同的办法有二加长铁心轴向长度，或且五.分布绕组由磁性导线构成导线为下列形式之一1)磁性材料的粉末，以一定的体积比例，掺入熔化的紫铜中、拌匀。磁性粉末的熔点高于铜，掺入后并未熔化、与铜混合;以该混合材料制造导线;2)磁性材料与导电材料制成组合导线。最佳结构是导线为方形，磁性材料与导电材料的分界面，平行于上述方形的两个面，(靠近良导电体且)与分界面平行的绝缘材料表面，作出标志;绕制绕组及下线时，使标志朝向间隙且分界面平行于槽底。此导线制法在磁性板材的任一面，镀铜(电镀或化学镀)，铜板置已镀铜的表面，两“轧辊”为电焊机的两极，该两种冷态的材料通过“轧辊”时，界面上电阻与电流，使该处铜熔化而融合为一.(轧辊不使材料变薄，只起“粘合”作用。)此结构的优点A.导线的散热面更大，良导电体中，允许电流密度更大;B、磁力线集中于电的良导体处更充分发挥磁力线的效能，因之进一步节省材料、缩小外形。3)期望兼具电(流)与磁(力线)的良导体问世，以新材料制造导线。提出这一方案的原因在于方案一的不等式△W＜△d+Ld表明本专利技术的△W不应太大;但如果导线具有磁性(特别是其中磁性材料的磁导率μW高于现有铁心的μd时)，情况就会改观，μW更高，且磁性材料在槽中所占面积的比例高于某个数值时，良导电体在槽中所占的面积可接近现有结构、而激磁电流不增大，磁导率高于矽钢片的材料，有μ磁性合金、铝硅铁粉、镍铁钼导磁合金。方案为1)、2)，而“励磁电流更小”的结论，可解释为合计电的良导体与绝缘物所占空间，虽接近现有结构中槽的面积，但以μW更高的材料(其μW为矽钢片的5、7、25倍)局部替换现有结构中槽底以下μ更低的材料(替换指空间替换，两者磁力线方向不同)。另一结构是以高磁导率的材料，制作本专利技术所述的铁心(局部或全部)，但高磁导率材料的用量更多。现有槽形，采用此种导线，亦可略获(上述)效益;可见本方案是个独立的方案，不必附加以上任何方案，就可实施。二维场偏微分方程的解，还表明内铁心的内径、不必像现有结构那么小，只须六.内铁心其内(表面直)径与(槽底处的直径，即)外径的比值，为(0.85～1.15)倍外铁心(槽底直径，即)内径与外(表面直)径的比值。此方案更好的范围是(0.95～1.05)倍。改变内铁心内径等于轴径的现有结构，而采用本方案，最多节省20%硅钢片。第二个优点内铁心的内径大，与之配合的轴，其直径更大，直径大、对材料要求低，所用材料可选价廉者。众所周知除各绕组中通入的正弦电流具有所须的相位差外，只须各绕组所生的磁力线，在空间(按电角度)以相同的相位差、按正弦分布，便可产生旋转磁场;据此，绕组不必为分布绕组，只须七.导言中所述的一只至多只绕组为集中绕组、与交流电相接，绕组所在的铁心极面，磁通密度按正弦分布(以轴的中心线为极座标的原点、计量其“电角度”)，各铁心极面的中心线，在空间相差的电角度，等于各绕组所生(正弦波形)磁通的时间相位差。-此方案有两种实施例1)单相交流电机上述铁心极面为曲面，该曲面与(另一铁心的)圆柱面间的气隙长度，由该处磁力线确定，各气隙的倒数，其比值依电角度、按余弦(的绝对值)分布(其中“气隙为∞”处，磁通漏到另一曲面，可视为∞)。此例的铁心，由形状相同的硅钢片叠成。绕组如同线圈，绕在曲面另一侧的“铁心柱”上。2)三相或多相交流电机处处气隙相同，而电角度不同之本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机，特别是交流电机，由外铁心［１］、外壳［７］、内铁心［２］、轴［３］、各一只、（内、外铁心上，分别有）一只至多只绕组［４，５，６］组成，其特征在于：外铁心［１］的外表面，有磁导率更高的材料。

【技术特征摘要】
1.电机，特别是交流电机，由外铁心[1]、外壳[7]、内铁心[2]、轴[3]、各一只、(内、外铁心上，分别有)一只至多只绕组[4，5，6]组成，其特征在于外铁心[1]的外表面，有磁导率更高的材料。2.按权利要求1所述的电机，其特征在于外铁心〔1〕的外表面与外壳〔7〕的内表面之间填有铝硅铁粉。3.按权利要求1所述的电机，其特征在于内铁心〔2〕的内表面，有磁导率更高的材料。4.按权利要求1所述的电机，其特征在于一只至多只绕组〔4，5，6〕为分布绕组，其所在的铁心，具有磁导率与空气相同的齿，即齿由磁导率与空气相等的材料构成。5.按权利要求1所述的电机，其特征在于分布绕组由磁性导线构成。6.按权利要求1所述的电机，其特征在于内铁心〔2〕，其内(表面直)经与(槽底处的直径，即)外径的比值，为(0.85～1.15)倍外铁心〔1〕(槽底直径，即)内径与外(表面直)径的比值。7.按权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令如，
申请(专利权)人：孔令如，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]