Способ изготовления магнитопровода электромагнита Советский патент 1993 года по МПК H02K15/02 H01F41/02 

Изобретение относится к области элек- троаппаратостроения, в частности, к области технологии создания витых ленточных магнитопроводов мощных электромагнитов, имеющих широкое применение.

Цель изобретения - увеличение электромагнитной тяговой силы электромагнита путем максимального использования эксплуатационных свойств анизотропной электротехнической стали, из которой сделан магнитопровод электромагнита.

Цель достигается тем, что ленту для магнитопроводов получают из отдельных полос анизотропной, электротехнической стали, последовательно скрепленных между собой, При этом, полосы ориентируют таким образом, что oct. легкого намагничивания направлена под углом 90° к продольной оси скрепленной ленты. Практически это осуществляется добавлением в известный способ изготовления магнитопровода операций резки полос анизотропной ЭТС на листы квадратной (или ромбической) формы разворота листов под углом 90° (или менее) и

сварки их снова в полосу. После чего полосы разрезают на ленты нужной ширины. Возможно применение аргонодуговой или лазерной сварки.

После свивки ленты в тороид и вырезания кернов с одной стороны получается маг- нитопровод, в котором направление магнитного потока совпадет или близко по. направлению с направлением прокатки стали из которой он сделан. В этом состоит сущность предлагаемого изобретения.

На фиг. 1 показано, как путем скрепления (сварка, механическое скрепление изве-. стными в практике способами) лент с различными углами между направлением легкого намагничивания и продольным направлением ленты направление длины окружности тороида можно добиться более полного соответствия двух указанных ранее направлений.

Наиболее важным участком магнитопро- вода являются керны, на которых помещаются катушки возбуждения. В них проходит почти весь магнитный поток. В случае совпасл

СА

о

СП

ю

GJ

дения направлений легкого намагничивания стали и потока в керне, в воздушном зазоре между якорем и кернами формируется максимально возможный магнитный поток и напряженность магнитного поля, т.е. создается максимальное тяговое усилие между якорем и статором.

На фиг. 2 приведены тяговые характеристики предложенного электромагнита (кривая 1) и прототипа (кривая 2). Кривые показывают, что при одном и том же токе, усилие, развиваемое предложенным электромагнитом, больше усилия, развиваемого прототипом.

Примеры конкретной реализации способа: магнитопровод электромагнита диаметром 153x270 мм, высотой 107 мм и массой до 35 кг был изготовлен из анизотропной ЭТС марки 3406 толщиной 0,35 мм тремя способами:

1.Полосы анизотропной ЭТС разрезали в продольном направлении на ленты шириной 70 мм, так что направление прокатки совпадало с продольным направлением лент. Из ленты навивали тороиды, вырезали с одной стороны тороида керны, отжигали магнитопровод и после этого собирали электромагнит.

2.Полосы анизотропной ЭТС разрезали на листы 750x750 мм, разворачивали их на 90°, последовательно сваривали встык арго- нодуговой сваркой, разрезали полученную сварную лолосу из ленты шириной 70 мм, получая при этом ленты с направлением прокатки поперек дины лент и далее по п.1.

3.Полосы ЭТС той же марки разрезали на листы 750x750 мм, затем;

а) разворачивали под углом 90°, нарезали полоски шириной 50 мм, сваривали встык лазерной сваркой,

6} разворачивали под углом 60° к направлению прокатки, рубили на полоски шириной 10 мм, сваривали встык лазерной сваркой,

в) вырубали ленты шириной 10мм с направлением прокатки совпадающим с направлением длины лент.

Полученные сварные ленты свивали в тороиды общим диаметром 152x370 мм и скрепляли:

1)механическим способом, при помощи скоб;

2)электродуговой сваркой как показано на фиг. 1 в. Далее по п. 1,

Сравнительные испытания изготовленных тремя способами электродвигателей по 3 шт. на вариант показали увеличение тягового усилия электромагнитов, изготовленных по пп. 1,3 на 25% при одинаковом токе возбуждения. Вибропреобразователь, изготовленный из электромагнитов, полученных способом, описанным в п.2 примеров, прошел натурные испытания и показал увеличение мощности в 1,5 раза, а КПД его

достиг 80-85%.

Так как электромагнит с магнитопрово- дом, выполненным по описанному способу

может найти применение в многих областях техники, то в качестве базовых объектов

можно взять самый большой тормозной электромагнит, например, ТМТ-72 или низкочастотный электромагнит вибропреобразователя Инза-900, имеющий выходную мощность механических колебаний 900 Вт.

Вибропреобразователь, построенный с использованием этого электромагнита, будет иметь выходную мощность 10-15 кВт и больше, при этом размеры и стоимость вибропреобразователя будут несколько

превышать размеры и стоимость Инзы- 900. Такая мощность на базовом преобразователе может быть получена, если их применить в количестве от 10 до 15 штук. Габаритные размеры тормозного электромагнита ТМТ-72: внешний диаметр 340 м, внутренний диаметр 180 мм, высота 55x2 110 мм, масса 200 кг. У описываемого элек- тромагнита: внешний диаметр 270 мм, внутренний диаметр 152 мм, полная высота 107

мм, масса якоря 8кг, масса статора 25кг (т.е. точная масса менее 35 кг).

Таким образом, применение электромагнита с магнитопроводом по описываемому способу в народном хозяйстве дает

существенный экономический эффект, а кроме того, он позволяет реализовать народнохозяйственные задачи, например, создание мощных вибропреобразователей - для поиска ценных залежей под морским

дном.

Ф о р-му л а и з о б р е те н и я

1.Способ изготовления магнитспрово- да электромагнита, согласно которому навивают тороид из ленты анизотропной электротехнической стали, нарезают керны с одного торца тороида, оставляя ярмо с другого, и отжигают магнитопровод, отличающийся тем. что, с целью улучшения

качества магнитопроводов путем повышения их электромагнитной силы, ленту формируют путем соединения отрезков, направление легкого намагничивания в которых перпендикулярно к направлению навивки.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что при выполнения ярма магнитопро- вода составным, ленты для его дополнительных частей формируют из участков с одинаковым направлением легкого намагничивания. которое для отдельных частей по мере их удаления от кернов изменяется по отношению к направлению навивки от 90 до 0°.

Использование; электротехника, технология изготовления электрических машин. Сущность изобретения: из ленты анизотропной электротехнической стали навивают тороид. С одного торца тороида нарезают керны, а с другого-оставляют ярмо, Согласно изобретению, ленту формируют путем соединения отрезков, направление легкого намагничивания в которых перпендикулярно направлению навивки тороида. В заключение (после нарезания кернов) магнитопровод отжигают. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг. I

ЯРедлоЯемое rew. fleu/euue

/о

/s

Мое Komt/ыки

Фиг. 2

Редактор А. Егорова

Составитель А. Волхов Техред М.Моргентвл

fymve моз#итФпро1в4Н

Пл

/7Р0ГОТ&Л

20

KfOs

Корректор С. Пекарь