盘式电机冲孔卷绕机

戴卫国  戴庆秋  张勇(芜湖电工机械厂241000)

l概述

    盘式电机定、转子铁心是用一定宽度的硅钢片带料，经冲孔后卷绕而成，其铁心在端面上形成下线槽。定子片铁心通常为径向直槽，槽中嵌有线圈；转子铁心通常为与半径成一定角度的斜槽，槽中铸铝。定、转子在轴向形成气隙，如图1所示。

    盘式电机是一种结构简单、特别省料、容易实现制动的电机。几何特征是轴向尺寸小，径向尺寸大。在不少场合盘式电机的转子又可作为工作机的一部分，工作机和电机定子可仅有电磁联系。这一切都说明盘式电机是一种很有前途的产品。机械部曾提出轴向气隙盘式制动异步电机系列的开发及自动冲卷机攻关指南。

    经过几年的努力，芜湖电工机械厂研制成功了一种高效的j98—2．5型冲孔卷绕机床。为了便于广大电机制造者能了解此项技术，推动我国盘式电机和以盘式电机为依托的相应产品的发展，本文介绍盘式电机定、转子铁心成形方法及j98—2．5型冲孔卷绕初。

2铁心的成形原理

2．1铁心的成形原理

    若将盘式电机铁心的带料展开，可以见到在带料上的槽孔间距递次减小。盘式电机转子和定子的自动成形一文中曾作过详尽的分析。为了便于叙述本文，将其结论摘抄如下，参见图2。

式中  r_内——转子或定子的内半径

      l_内——卷绕半径为r内时，实现卷绕角φ需有的带料长度，由设计确定，j98—2．5型机设定φ=

r——铁心的即时卷绕半径

l——卷绕半径为r时，实现卷绕角

    φ1所需的带料长度

  γ——下线槽的倾斜角

当y=0时，即铁心下线槽为径向直槽时

    此为l—r坐标系中过坐标原点的直线方程，其含意是要想获得径向直槽的铁心，铁心中心应该时刻处在过坐标原点的直线上，冲槽模位于坐标原点处。

    当γ>0，下线槽按顺时针方向偏转。当取r=o，得lo=r_内γ，即铁心中心之轨迹应和l坐标有一正截距r_内γ。

    同理，当γ<0时，下线槽按逆时针方向偏转，铁心中心移动轨迹和l坐标相交，有

一个负截距r内γ。

2．2带料的误差及修正

    在具体设计中必须考虑带料厚度误差对卷绕所产生的影响。盘式电机定、转子零件成形方法的可行性分析一文中又指出，定转角收料、卷轴斜移补偿法是****的形成方法，带料误差的影响最小。该文中所述的斜移补偿是一种随机补偿，即当料厚误差使得即时收卷半径大于或小于理论即时收卷半径时，铁心的即时收卷半径始终和l坐标相切。理论上这是一种理想的设计方法。

    根据我厂多年所积累的设计经验，认为上述方法理论上是正确的，但在随机补偿时导向板对铁心的推力可能会使铁心槽形变形，且变形无法事前估计。所以在j98—2．5型机的设计中采用了定转角收卷，收卷轴按理论补偿量强制补偿，即每冲完一槽，收卷轴在斜面导轨上自动强迫移动：

式中  δ——带料厚度

    z——铁心槽数

    β——导轨倾斜角，

我们认为带料厚度误差不可能是随机的，它取决于轧制、开卷过程的工艺手段。例如，开卷成的带料可能比公称厚度薄或厚，或两边厚度有一定的差异，或开卷后两边毛刺不等。这一切都反映到即时收卷半径上，在卷绕n层后，即时收卷半径不再等于r内+nδ，而为r内+nδ±n△δ，此处±n△δ即为各种误差造成的即时收卷半径的变动量。

    如果设△δ>0，铁心每绕一周，槽孔将偏移2π△δ，对第n圈槽孔偏移量为2π△δn。由图3可知，实际上即发生了下线槽形的偏转。为了使槽形变成径向直槽，则必须事先给一个负截距，即令

    2π