Способ изготовления короткозамкнутого ротора электрической машины Советский патент 1993 года по МПК H02K15/02 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к изготовлению литого короткозамкнутого ротора.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса изготовления и повышение качества роторов путем создания сопротивления поперечным током,

В соответствии с изобретением поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления короткозамкнутого ротора электрической машины, согласно которому собирают пакет ротора из пластин электротехнической стали, образуют в пазах пакета изоляционный слой в виде окисной пленки и стержни короткозамкнутой обмотки путем заливки расплава электропроводного металла, окисную пленку образуют на поверхности стержней короткозамкнутой обмотки в процессе заливки и кристаллизации расплава электропроводного металла путем воздействия на него ультразвуковыми колебаниями с частотой, равной частоте

собственных колебаний зубцовой зоны пакета, при этом частота ультразвуковых колебаний составляет 16-60 кГц.

Наличие указанных новых признаков позволит при осуществлении изобретения снизить энергоемкость процесса изготовления ротора за счет исключения операции дополнительного нагрева ротора до температуры 520°С и повысить КПД электрической машины с короткозамкнутым ротором залитым под высоким давлением ориентировочно на 0,1-0,5%.

Способ изготовления короткозамкнутого ротора электрической машины по предлагаемому техническому решению осуществляется следующим образом.

В пресс-форму для литья под давлением, установленную на литейной машине, устанавливают пакет ротора. Расплавленный алюминиевый сплав до температуры 680- 760°С заливают под высоким давлением в пресс-форму. Расплавленный металл, удаЈ

00

о ю ся о о

ряясь в стенки пазов ротора, охлаждается, при этом происходит кристаллизация металла и образуется окисная пленка на поверхности литой клетки. Эта пленка в пазах ротора образуется окислением расплава металла. Одновременно с началом кристаллизации подводят ультразвуковые колебания в зону образования окисной пленки в пазах ротора. Ультразвуковые колебания подводят с частотой 16-60 кГц. Воздействием ультразвуковых колебаний на кристаллизующийся в пазах ротора металл приводит к увеличению жидкотекучести его за счет сдвига кристаллов и проникновения незатвердевшего еще расплава между ними уплотняя слой окисной пленки. И за счет этого -повышается электрическое сопротивление окисной пленки в местах контакта с зубцами пакета ротора и одновременно повышается ее механическая прочность. Кроме этого, воздействие ультразвука на листы пакета ротора вызывает высокочастотные колебания этих листов, в результате чего возникает эффект, при котором частицы расплава не проникают под высоким давлением между листами и не образуется увеличение площади поверхности окисной пленки и соответственно не уменьшается ее электрическое сопротивление вредным токам при работе электрической машины.

Л р и м е р реализаций способа.

В литейном цехе № 10 Новокаховского электромашиностроительного завода по предлагаемому способу изготавливались 300 щт, короткозамкнутых роторов электродвигателя АИР112 М2. Заливка роторов выполнялась на машине литья под высоким давлением типа Л71106 в пресс-форму Ф1195,в которой устанавливался холодный пакет ротора Ф106,8 мм и длиной мм без предварительной изоляции пазов. Заливку выполняли расплавом алюминиевого сплава при температуре 680-690°С. В момент подачи высокого давления включали ультразвуковые колебания, которые через вОлновод,установленный в пресс-форму, направляется в зону образования окисной пленки в пазах ротора. При этом ультразвуковые колебания подавались с частотой 17 кГц и выдерживались 20 секунд (при заливке без ультразвука обычно выдерживается высокое давление - 30 сек).

Изготовленные 300 шт. роторов испытывались в электродвигателе АИР112 М2,в котором определялось значение КПД и перегрев обмотки статора. Результат испытаний показал, что электродвигатели с роторами.иЗготовленными по предлагаемому способу,имеют повышенный КПД на 0,10,3 и обмотка статора перегревается меньше на 4-6°С относительно электродвигателей, изготовленных по традиционной технологии без ультразвука.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого способа образуется за счет ликвидации операции нагрева ротора до t 520°С и повышения КПД электрической машины на 0,1-0,3, что

ведет к экономии потребляемой электроэнергии в процессе эксплуатации электрической машины.

При действующих ценах на электроэнергию и оптовых ценах на электродвигатель каждое повышение КПД на 0,1% дает экономию электроэнергии на стоимость 2 % оптовой цены электродвигателя за один год эксплуатации. При оптовой цене на электродвигатель AI/IP112 М2 - 60 руб., экономический эффект в народном хозяйстве доставит 1 рубль 10 коп. на один электродвигатель. Потребность народного хозяйства в двигателях, изготовляемых по предлагаемому способу,составляет ориентировочно 10 млн.

Шт. в год. Соответственно экономический эффект от экономии электроэнергии при Эксплуатации этого количества электродвигателей, изготовленных по предлагаемому способу,может составить в народном хозяйстве ориентировочно 10-30 мл. руб. в год.

Кроме этой эффективности повышается производительность изготовления ротора электрической машины за счет уменьшения цикла выдержки высокого давления на 10

секунд, т.е. в 1,5 раза.

Формула изобретения

1. Способ изготовления короткрзамкну- того ротора электрической машины, согласг

но которому собирают пакет ротора из пластин электротехнической стали, образуют в пазах пакета изоляционный слой в виде окисной пленки и стержни короткбзамкну- той обмотки путем заливки расплава электропроводного металла, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения, снижения энергоемкости процесса изготовления и повышения качества роторов путем создания сопротивления поперечным токам, окисную

пленку образуют на поверхности стержней короткозамкнутой обмотки в процессе заливки и кристаллизации расплава электропроводного металла путем воздействия на него ультразвуковыми колебаниями с частотой, равной частоте собственных колебаний зубцовой зоны пакета.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что частота ультразвуковых колебаний составляет 16-60 кГц.

Использование: электротехника, технология изготовления электрических машин. Сущность изобретения: в пазах шихтованного пакета создают изоляционный слой в виде окисной пленки и изготав- ливают стержни .короткозамкнутой обмотки путем заливки расплава электропроводного металла. Окисную пленку в пазах образуют на поверхности стержней в процессе заливки и кристаллизации расплава электропроводного металла путем воздействия на него ультразвуковыми колебаниями. Частота колебаний равна частоте собственных колебаний зубцовой зоны пакета ротора. 1 з.п. ф-лы.