Способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора электрической машины Российский патент 2024 года по МПК H02K15/02 H02K15/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу изготовления короткозамкнутой обмотки ротора электрической машины, преимущественно асинхронных двигателей, и может быть использовано при их производстве.

Наиболее важной задачей при изготовлении асинхронных электродвигателей является улучшение эксплуатационных характеристик, в том числе, их электропроводности. Решение данной задачи зависит от такого важного фактора, как качественная заливка литой обмотки.

Известен способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора, согласно которому собирается литейная форма, состоящая из шихтованного на оправке магнитопровода, закрытого с торцов двумя полуформами, при этом литейная форма предварительно нагревается в печи до температуры 300-400°С, а затем продуваются пазы магнитопровода воздухом, далее литейная форма нагревается до температуры 400-700°С без доступа воздуха, а расплав электропроводного металла заливается в нагретую литейную форму при температуре 750-1280°С. (RU 2382474 С1, 20.02.2010).

Наиболее близким решением к заявленному изобретению является способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора, описанный в патенте RU 2682912 С1, согласно которому изготовление короткозамкнутой обмотки ротора электрической машины включает сборку литейной формы-кокиля из шихтованного на оправке пакета листов магнитопровода, закрытого с торцов двумя полуформами, нагревание готовой формы-кокиля в печи, заливку в нее расплава алюминия и выдержку на кристаллизацию, где расплав нагревают до температуры не более 750°С, а после снижения температуры расплава до 720-730°С его рафинируют с последующей выдержкой при такой же температуре расплава не менее 20 минут, затем снимают шлак и заливают расплав из печи непосредственно в форму-кокиль через литниковую чашу, для этого предварительно форму-кокиль нагревают до температуры 580-610°С, устанавливают на вибростол, который включают при заливке с частотой вибрации в диапазоне 35-37 Гц, а после заливки на продолжающем работать вибростоле увеличивают частоту вибрации до 37-40 Гц и выдерживают залитую форму-кокиль в течение 1-2 минут.

Недостатками упомянутых выше известных из уровня техники способов являются низкое качество отливки при сложном трудозатратном технологическом процессе изготовления, что в свою очередь негативно влияет на сопротивление самой обмотки ротора.

Технический результат - улучшение сопротивления получающейся обмотки ротора, за счет улучшения технологического процесса изготовления и повышения качества отливки. Технический результат достигается тем, что способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора, заключается в том, что способ содержит изготовление формы-кокиля, включающий в себя сплав и шихтованный на оправке пакет листов магнитопровода, закрытый с торцов двумя полуформами, нагревание готовой формы-кокиля в печи, нагревание расплава до температуры не более 750-800°С, снятие шлака, заливку расплава в нагретую форму-кокиль и выдержку на кристаллизацию, при этом форма-кокиля выполнена посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера, сплав формы-кокиля выполнен из титана, готовую форму-кокиль нагревают до температуры 300-350°С, а заливку расплава проводят в процессе механических ударов грузом в 200 грамм и усилием 10 Н с частотой 100 Гц по кокилю до момента остывания расплава до температуры 600°С.

Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора, содержит стадии: изготовление формы-кокиля, посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера, нагревание готовой формы-кокиля в муфельной электропечи до температуры 300-350°С, нагревание расплава алюминия марки А7Е ГОСТ 11069-2001 до температуры не более 750-800°С, снятие шлака, заливку расплава и печи проводят с помощью тигля непосредственно в нагретую форму-кокиль в процессе механических ударов грузом в 200 грамм и усилием 10 Н с частотой 100 Гц по кокилю до момента остывания расплава до температуры 600°С, выдержку расплава на кристаллизацию. Сама форма-кокиль содержит титан и шихтованный на оправке пакет листов магнитопровода, закрытый с торцов двумя полуформами, которые затягивают шпильками. Пакет магнитопровода шихтуют из не прорезных листов с чередованием прорезанных перемычек в количестве 4 штук и проставочных шайб толщиной 1 мм, в количестве 3 штук на общую длину 225 мм, расположенных по равным долям, с установленными по краям ротора прижимными пластинами толщиной 2 мм.

Использование сплава титана в качестве материала, из которого выполнена форма-кокиль, позволяет обеспечить возможность изготовления формы-кокиля посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера.

Изготовление формы-кокиля посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера, позволяет увеличить пористость в кокиле с данной структурой, что обеспечивает быстрый отвода тепла и уменьшение времени остывания за счет чего улучшается структура отливки и технологический процесс изготовления.

Также предварительный нагрев формы-кокиля до температуры 300-350°С, обусловлен тем, что за счет небольшой температуры нагрева увеличивается скорость остывания, уменьшается время контакта расплава с кислородом, что позволяет обеспечить стабильный его состав, тем самым улучшить качество отливки.

При этом опытным путем было доказано, что заливка расплава в процессе механических ударов грузом в 200 грамм и усилием 10 Н с частотой 100 Гц по кокилю до момента остывания расплава до температуры 600°С, позволяет обеспечить наилучший результат сопротивления получающейся обмотки ротора, чем при использовании вибростола, что также улучшает технологический процесс изготовления обмотки ротора.

Таким образом заявленный способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора позволяет обеспечить достижение технического результата, заключающегося в улучшении сопротивления получающейся обмотки ротора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу изготовления короткозамкнутой обмотки ротора электрической машины, преимущественно асинхронных двигателей, и может быть использовано при их производстве. Технический результат заключается в улучшении сопротивления получающейся обмотки ротора, за счет улучшения технологического процесса изготовления и повышения качества отливки. Способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора заключается в изготовлении формы-кокиля, включающей в себя сплав и шихтованный на оправке пакет листов магнитопровода, закрытый с торцов двумя полуформами, нагревании готовой формы-кокиля в печи, нагревании расплава до температуры не более 750-800°С, снятии шлака, заливке расплава в нагретую форму-кокиль и выдержке на кристаллизацию. Форма-кокиль выполнена посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера. Сплав формы-кокиля выполнен из титана. Готовую форму-кокиль нагревают до температуры 300-350°С. Заливку расплава проводят в процессе механических ударов грузом в 200 грамм и усилием 10 Н с частотой 100 Гц по кокилю до момента остывания расплава до температуры 600°С. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления короткозамкнутой обмотки ротора, заключающийся в изготовлении формы-кокиля, включающей в себя сплав и шихтованный на оправке пакет листов магнитопровода, закрытый с торцов двумя полуформами, нагревании готовой формы-кокиля в печи, нагревании расплава до температуры не более 750-800°С, снятии шлака, заливке расплава в нагретую форму-кокиль и выдержке на кристаллизацию, отличающийся чем, что форма-кокиля выполнена посредством аддитивных технологий, методом селективного лазерного плавления с помощью 3D принтера, сплав формы-кокиля выполнен из титана, готовую форму-кокиль нагревают до температуры 300-350°С, а заливку расплава проводят в процессе механических ударов грузом в 200 грамм и усилием 10 Н с частотой 100 Гц по кокилю до момента остывания расплава до температуры 600°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пакет магнитопровода шихтуют из непрорезных листов с чередованием прорезанных перемычек в количестве 4 штук и проставочных шайб толщиной 1 мм, в количестве 3 штук на общую длину 225 мм, расположенных по равным долям, с установленными по краям ротора прижимными пластинами толщиной 2 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что готовую форму-кокиль нагревают в муфельной электропечи.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заливку расплава в нагретую форму-кокиль проводят с помощью тигля.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расплав алюминия марки А7Е.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полуформы затягивают шпильками.