無錫伯頓起重電機2018年8月14日訊 電機鐵心必須具有一定重量的沖片,片間存在足夠的壓力,使鐵心成為一個堅固的整體。這樣才能保證電機的性能以及運行的可靠性。不論是定“量”壓裝還是定“壓”壓裝,均應符合這個要求。
定量壓裝是以重量為標準控制鐵心。但是,由于硅鋼片的密度、毛刺、厚薄及漆膜厚度等不穩定因素的影響,往往造成鐵心重量一定時,長度不符合規定值。由于沒有壓力標準,常常因壓力不足而使鐵心松動,或因壓力過高損壞片間絕緣。
定壓壓裝是以壓力控制鐵心。在實際生產中,由于上述不穩定因素的影響,以及沖片內外徑尺寸和槽形整齊度的誤差,使得疊壓時的摩擦力變化很大,難以用壓機的壓力來控制鐵心的片間壓力,當用手扳壓力機時,更不易控制。
任何時候都不能以沖片的片數來控制鐵心壓裝。因為,硅鋼片厚度公差(一般為鋁分廠和裝配分廠士10%)遠遠不能保證鐵心的質量。
實際生產中,采用定量、定壓、定長度相結合的方法。即以定量為主,壓力允許在一定范圍內變動,適當地增減沖片數(一般不超過2-3片),以保證鐵心長度。
理論上一臺電機鐵心硅鋼片用量(公斤)按式(1)計算。
GFe=KFeρFeSL……………………(1)
式(1)中:
KFe——鐵心疊壓系數,即鐵的填充系數;
ρFe——硅鋼片密度(kg/m3);
S——沖片凈面積(m2);
L一鐵心總長度(m)。
鐵心的疊壓系數KFe,從定義可按式(2)計算。
由此可以看出,KFe與硅鋼片的凈厚度、兩邊絕緣厚度以及片間間隙有關。實際上,絕緣厚度受絕緣處理工藝的影響,而片間間隙因壓力、毛刺以及鐵心結構零件質量情況不同而變化,也就是說,KFe與制造工藝密切相關。在工藝比較穩定的工廠內,疊壓系數KFe也較穩定。不同的工藝對應不同的疊壓系數,大概在0.91-0.98之間不等。
為了防止沖片在長期運行中產生松動,須要片間實存壓力約為0.8~1.0兆牛/米2。但是,由于壓裝時要克服較大的摩擦力(如沖片與配合零件軸或機座的摩擦;沖片與壓裝胎具之間的摩擦);硅鋼片受壓后進一步展平,運行沖片絕緣老化收縮等,都會引起鐵心實存片間壓力的降低。所以,壓裝壓力要稍高于兆牛/米2。為了防止外壓裝鐵心在搬運、碰撞中引起沖片松動,實際疊壓力還要增高一些。
在實際生產中,一些工廠由于怕鐵心松動和追求提高疊壓系數,小型異步電機定子鐵心的疊壓力往往高達20~30兆牛/米2,以致壓傷沖片絕緣,引起鐵心性能惡化。較佳疊壓力的選擇,須通過對定子鐵心磁性能及疊壓系數的分析比較而定。
●疊壓力對鐵心磁性能的影響
隨著疊壓力的增加,鐵心沖片的內應力增高,在30兆牛/米2以下,鐵心所產生的內應力實際上處于彈性范圍內。由于彈性應力使得鐵心磁性能惡化,但在壓力撤消后,磁性能又會改善。
當疊壓力為兆牛/米2時,對于小型異步電動機定子鐵心,由于內應力引起的單位損耗僅增加5%(B=1.5特),而為建立這種磁感應強度所需磁場強度則增加47%左右。可見應力對磁化曲線的影響較大,即使有可靠的片間絕緣,定子鐵心以一定的壓力疊壓和緊固時,由于產生彈性應力,定子鐵心的磁性能惡化了。
實際上鐵心沖片片間絕緣質量并非十分可靠,有的甚至很差,加以沖片有很大的毛刺,因此,當疊壓力增高時,不僅磁滯損耗增加,而且隨片間絕緣電阻值的降低,又引起了渦流損耗的增加,這種增加遠遠地超過由于彈性應力所引起的增加。
由于片間絕緣不良和沖片毛刺的影響,使得鐵心單位損耗隨疊壓力的增高而急劇增加,而對磁化曲線的影響很小。
●疊壓力和疊壓系數的關系
根據試驗對比數據和曲線的分析,為了提高鐵心的疊壓系數,對于氧化處理沖片疊壓的定子鐵心,可以先以20兆牛/米2壓力預壓,較后用4~6兆牛/米2壓力壓緊,并以扣片緊固鐵心。
預壓實際上不影響鐵心較終的磁性能。采用預壓鐵心的疊壓方法,可以提高疊壓系數確保鐵心的緊密度。實驗證明,這種工藝方案可以使小型異步電動機的空載損耗和雜散損耗降低,效率提高。
對于涂漆絕緣的沖片,一般當片間壓力超過4兆牛/米2時,片間絕緣會破壞,故不能任意提高疊壓力。
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