盘式电机定转子铁心自动成形方法.docx

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1、盘式电机定转子铁心自动成形方法摘  要： 文章基于盘式电机的定子，转子铁心的结构特点，卷绕成形的工艺特点的基础上，综述了近二十年来我国定子，转子铁心自动成形的各种方法，各种不同补偿机理，及其相应的各种送料方式。并分析了误差补偿及修正方法，提出了目前国内生产中存在的各种问题，这对盘式电机的定，转子自动成形方法研究和其控制理论的发展有着积极的意义。前言 盘式电机以其结构简单紧凑，轴向尺寸短，节约原材料，下线方面，能实现自身制动等优点而日益得到电机制造业的重视[1]。而盘式电机的制造生产，其中最关键便是盘式电机

2、的定转子铁心的制造。如图0.1所示，这种盘式电机的定转子，不同于传统电机的定转子，前者的下线槽是轴向通槽，而后者由于下线槽是开在圆柱体的端部，呈径向通槽。并且在同一台盘式电机，内外径尺寸相同，轴向尺寸不同的定子转子，他们的下线槽是不同的，定子槽都为辐射状直槽，转子槽都为朝某个方向倾斜的斜直槽。另外，转子的槽数通常又多于定子槽数。图0.1定转子机构简图正是由于盘式电机本身定转子的结构独特性，带来了定子和转子同传统电机定转子成形上的区别，传统电机定转子是用硅钢片先冲好槽，然后再一片片叠合。这种加工方法可见[2

3、]，而盘式电机定转子成型是用冲好槽的硅钢片带料卷绕而成，并且在专用卷绕设备上自动成型[3]，本文主要阐述基于定转子本身的结构特点，在满足定转子成型工艺特点要求上，常见的几种卷绕自动成型方法，及其相应各种补偿机理，误差修正措施。 １ 定转子铁心成形工艺特点 １．１定转子成型工艺要求 要把硅钢片带料，高质量，高效率卷绕成型成定转子，必须在专用的卷绕设备上成形，图1.1为国内常用的卷绕设备自动成型系统示意图。首先定转子坯料经校平后，由高速冲床冲好槽，冲好槽的带料经送料机构或者由卷绕设备本身提供的动力送至卷绕设备

4、，卷绕自动成形。冲床上冲槽必须保证，每隔一段距离冲出相同的形状的槽，再经卷绕成形，要求卷绕好定转子的外观上槽孔要一一对齐。由于定转子圆周上卷绕时，每卷绕一周，带料到圆周中心的半径是不断的增大，那么每两个相邻的槽孔在不同的圆周卷绕层上的弧长是不断增大的，所以，这个弧长我们称之为相邻槽距，它将随着卷绕层数的不断增加而增大，且满足其相应的规律。这就是定转子成型工艺的要求。图1.1卷绕自动成型系统图１．２ 相邻槽距的变化规律     相邻槽距，即冲床冲两个槽之间的距离或送料机构所送料的带料的长度，满足随卷料半径的

5、不断增大而增大，由于所用经轧制过的硅钢片的厚度是可以认为是等厚度的，那么定转子每相邻层的半径变化值等于硅钢片的厚度。若观察成形好的定转子的端部，各层之间所形成的曲线颇似阿基米德螺线，并且相邻槽距的角度可以根据槽数Z来确定，即2π/Z（π为圆周率） 那么在每迭加这样的角度上卷料弧长便是槽距，根据西安交通大学赵升吨教授推导的公式可知[3]      d=t÷（Z×Z）×2×π-------------d为槽距，t 为硅钢带料的厚度。 显然d是常数，并随着定转子自动成型的过程的进行，冲床或送料结构所送料长度为等

6、差数列值递增。 ２  定转子自动成形及其补偿方法 ２．１ 定转子自动成形特点     高速冲床在冲每个相邻的两个槽距的时间为一个工作周期，在每一个工作周期内，冲床不但要保证冲出形状和尺寸相同的槽，同时，两槽之间的距离即槽距要符合一个为d的等差数列的递增值。如图2.1所示，若冲槽中心与卷料轮中心之间的距离称为冲裁距l，那么则在冲床每一个工作周期内，冲床冲好一个槽孔后，卷料轮在这段时间内迅速转过2π/Z的角度，正好完成送料结构送入规定长度的坯料，这样循环往复，直至完成对定转子的成形。但是，由于受冲床和卷绕机构

7、结构上的限制，冲槽中心和卷绕中心不可能完全重合，故这个冲卷距是大于零。 从图1.1中可以看出，卷绕轮在卷料过程中，卷料半径逐渐增大的，在冲床对已送进的坯料冲出孔数相等的前提下，l不为零时卷料轮所卷的坯料外径比l为零时小，此时，l不为零时卷料轮转过2π/Z角所产生的对冲床的送料长度比l为零时短，亦即l不为零时，卷料轮所转2π/Z角所产生的送料长度比冲床此时所需的送料长度短。很显然，定转子成形的关键是如何给冲床送料长度成等差数列递增的坯料。２．２成形方法2.2.1成形方法分类 定转子成形的关键在于保证送料结构

8、给冲床送入长度呈等差数列递增数值的坯料。以便于在每一个工作周期中，冲床既能冲出形状相同的槽，又能保证两槽距成正确的理论值，这样卷绕时就能使坯料的槽孔在圆周中所有同一个方向的槽孔就能一一对齐。但是，正是由于存在着冲卷距l的数值，使的卷料轮转过2π/Z时所产生的送料长度比冲床此时所需的送料长度短，这时就需要一定的补偿值，针对这种补偿，通常有两种方法，一种是角度补偿，在卷料轮转过2π/Z角后，再附加转过一定的角度，以保证卷料轮此时转