《電機(jī)鐵心制造》PPT課件

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1、電機(jī)制造工藝學(xué)主講:林琦副教授寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系第三章電機(jī)鐵芯制造第三章電機(jī)鐵芯制造本章教學(xué)基本要求本章教學(xué)重點(diǎn)1.掌握幾種鐵心材料的化學(xué)成份、電磁性能、型號及發(fā)展前沿趨勢;2.熟習(xí)各種鐵心制造設(shè)備用途、重要參數(shù)及基本使用方法;3.掌握沖片的類型、技術(shù)要求、沖制方法、工藝方案制定、沖模的優(yōu)化選擇及沖片質(zhì)量檢查分析;4.知道沖片絕緣處理的目的、方式、質(zhì)量檢查和設(shè)備;5.掌握鐵心壓裝的類型、技術(shù)要求、工藝措施及質(zhì)量檢查。1.鐵心材料的選擇;2.鐵心加工工藝方案的制定、設(shè)備和模具的選擇;3.沖片絕緣處理;4.鐵心的優(yōu)

2、化壓裝;5.鐵心的質(zhì)量檢測。第一節(jié)鐵芯材料一、概述鐵芯是電機(jī)磁路的重要組成部分,它和轉(zhuǎn)子鐵芯、定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙一起組成電機(jī)的磁路。在異步電機(jī)中,定子鐵芯中的磁通是交變的,因而產(chǎn)生鐵芯損耗。鐵芯損耗包括兩部分:磁滯損耗和渦流損耗。為了減小鐵芯損耗,交流電機(jī)的定子鐵芯必須用電阻系數(shù)大、磁滯回線面積小的薄板材料——硅鋼片,經(jīng)沖制和絕緣處理后疊壓而成。常用的鐵芯材料有硅鋼片、電工純鐵、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鐵鈷合金和永磁材料等。二、硅鋼片硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金,一般含硅量為0.5~4.5%。加入硅可提高鐵的電阻率

3、和最大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時(shí)效。主要用來制作各種變壓器、電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵芯。世界硅鋼片產(chǎn)量約占鋼材總量的1%。硅鋼的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,制造技術(shù)嚴(yán)格,國外的生產(chǎn)技術(shù)都以專利形式加以保護(hù),視為企業(yè)的生命。中國于1953年開始生產(chǎn)熱軋低硅硅鋼片(1~2%);1955年開始生產(chǎn)熱軋高硅硅鋼片(3.0~4.5%);1962年開始生產(chǎn)冷軋取向薄硅鋼帶。70年代開始生產(chǎn)冷軋取向硅鋼帶。目前我國冷軋電工鋼的數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格牌號,還不能滿足能源(電力)工業(yè)發(fā)展的需求,在生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備、管理及科研等方面與日本相比,存在較

4、大差距。硅鋼片是鐵硅合金鋼片,品種多、規(guī)格全、用量大。硅鋼片按制造工藝不同分為熱軋和冷軋兩大類。冷軋又有各向同性(無取向)和各向異性(有取向)兩種。①鐵損低,這是硅鋼片質(zhì)量的最重要指標(biāo)。各國都根據(jù)鐵損值劃分牌號,鐵損愈低,牌號愈高;②較強(qiáng)磁場下磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁感)高,這使電機(jī)和變壓器的鐵芯體積與重量減小,節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等;③表面光滑、平整和厚度均勻,可以提高鐵芯的填充系數(shù);④沖片性好,對制造微型、小型電動機(jī)更為重要;⑤表面絕緣膜的附著性和焊接性良好,能防蝕和改善沖片性;⑥基本無磁失效。1.對硅鋼性能的要求主要

5、是:2.硅鋼分類:(1)熱軋硅鋼片DR(D)、DRG(DG)熱軋硅鋼片是將Fe-Si合金用平爐或電爐熔融,進(jìn)行反復(fù)熱軋成薄板,最后在800-850℃退火后制成。熱軋硅鋼片主要用于發(fā)電機(jī)的制造,故又稱熱軋電機(jī)硅鋼片,但其可利用率低,能量損耗大,近年相關(guān)部門已強(qiáng)令要求淘汰。沖制電機(jī)和變壓器定子鐵芯片時(shí),一般采用厚度為0.5和O.35mm的熱軋硅鋼片。但不同型號和規(guī)格的硅鋼片,力學(xué)性能是不同的。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的硅鋼片韌性較好,宜于冷沖加工。隨著硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,硅鋼片的硬度也增加,而且變脆,容易磨鈍沖模的刃口,沖件的沖斷面

6、不光滑,甚至在沖剪處產(chǎn)生裂紋。硅鋼片的厚度對沖模的結(jié)構(gòu)有很大影響,通常,凸凹模刃口之間的間隙為硅鋼片厚度的10%一15%。因此,沖制厚度不同的硅鋼片,應(yīng)該選用不同間隙的沖模,否則將影響沖片的質(zhì)量和沖模的壽命。硅鋼片在軋鋼廠出廠時(shí),已經(jīng)經(jīng)過退火處理。退火處理的主要目的,是改善硅鋼片的電磁性能,并降低其抗剪強(qiáng)度。注:硅鋼片一般隨硅含量提高,鐵損、沖片性和磁感降低,但硬度會增高。若工作頻率愈高,渦流損耗愈大,選用的硅鋼片應(yīng)當(dāng)愈薄。(2)冷軋無取向電工鋼片DW冷軋無取向電工鋼片按含硅量分為低硅(低碳)電工鋼片和含硅電工鋼片。低

7、硅(低碳)電工鋼片,含硅量低于0.5%,也叫低硅或無硅電工鋼片,實(shí)際上是一種低硅低碳電工鐵板。由于含硅量低,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高,鐵損較大、較軟,含碳、氮量(均指質(zhì)量分?jǐn)?shù))都小于0.003%,生產(chǎn)工藝簡單,周期短、成本低,故多適用于家用電機(jī)電器的鐵芯。含硅電工鋼片常稱為冷軋硅鋼片,其含硅量0.5%-3.0%,經(jīng)冷軋至成品厚度,供應(yīng)態(tài)多為0.35mm和0.5mm厚的鋼帶。特別是鐵損低,最大磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值較高,機(jī)械強(qiáng)度好。由于含硅量較高,制造工藝復(fù)雜,成本較高,故適于中小型電機(jī)、工業(yè)用微型電機(jī)電器等。(3)冷軋取向硅

8、鋼片冷軋取向硅鋼帶最主要的用途是用于變壓器制造,所以又稱冷軋變壓器硅鋼。與冷軋無取向硅鋼相比,取向硅鋼的磁性具有強(qiáng)烈的方向性;在易磁化的軋制方向上具有優(yōu)越的高磁導(dǎo)率與低損耗特性。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的1/3,磁導(dǎo)率之比為6:1,其鐵損約為熱軋帶的1/2,磁導(dǎo)率為后者的2.5倍。(4)高磁感冷軋取向硅鋼片高磁感冷軋硅鋼帶

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