什么原因会造成电机过热_百度知道永磁电机制造关键工艺浅议
永磁电机制造关键工艺浅议
关键词: 永磁电机; 制造工艺; 磁钢装配; 总装
中图分类号: TM305. 1∶TM351　文献标识码:B　文章编号:
Key Technology of Produc ing PermanentMagnetMotor
N IU Zh i2jun
(Yongji ElectricMachine Factory, Yongji 044502, China)
　　Abstract: Key technologies in making permanentmagnetmotorwere
introduced. The alinco assembled of rotor,
final assembly of permanentmagnet motor were analyzed from p
rocessing key points and technological p rocess. The
efficiency and value of this technology were verified by actual
experiments.
Key words: p manufact a
f ina l a ssembly
　　永磁电机因其功率因数高、效率高等特点而
在许多领域得到广泛应用。永磁电机一般将磁钢
装在转子上,以保证定子电气联接的可靠性。其
结构型式有:磁钢嵌入式———转子冲片冲有磁钢
槽,磁钢装在槽内。因在冲片制造时已充分保证
了磁钢槽的对称度,进而保证了磁路的对称性;磁
钢粘接式———将磁钢用特殊的粘接剂粘在磁轭
上,靠工艺保证磁钢均匀以使磁路对称,粘接牢固
以使在较大的线速度下不至脱开,如德国RE2
POWER公司的外转子永磁同步风力发电机。
近年来,北车集团永济电机厂在永磁电机领
域开发的系列产品均属磁钢嵌入式结构。主要用
于电梯曳引的如YJ46系列永磁同步电动机,主要
用于油田抽油机电机的YJ43、YJ44、YJ52系列永
磁同步电动机。
除一般的制造工艺(如机械、热工、电钳工
艺)外,永磁电机的制造有几个关键工艺:
(1) 由于磁钢的极强吸附力,在与铁磁性材
料(如铁心、转轴等)靠近时极易吸附。转子装配
时,磁钢与转子磁钢槽装配间隙仅0. 1 mm左右,
当磁钢接近转子铁心时,极强的吸附力将磁钢直
接吸附在铁心上而很难装入槽内;而一旦吸附就
很难再分开,装配难度极大且具有一定的危险性。
(2) 总装时转子若没有强劲准确的导向保
证,定、转子将以很强的磁力吸附、抱死,难以分
离,导致总装失败。
本文主要讨论永磁电机磁钢装配及总装配的
关键制造工艺过程。
1　转子的磁钢装配工艺
1. 1　工艺要点
磁钢装配时,应设法克服磁钢对转子铁心的
强磁性吸引力以保证装配顺利,磁钢极性正确以
保证磁路对称。为此进行了详细的工艺试验,确
定了磁钢装配的工艺方案,设计了磁钢装配工装
及导向夹具,并以合理的手段定性分析所装配磁
钢极性,每槽磁钢相对磁通量数值接近,即保证磁
路对称,以保证磁钢装配质量。
1. 2　工艺过程
(1) 为保证装配的准确无误,设计工装夹具;
(2) 进行磁钢分离、极性标识检查、磁通量相
对数值检查,以保证装配后每极磁通量相等,同时
进行外观检查,看是否有破损。各种牌号的永磁
材料虽有国家标准保证其基本性能,但各厂的企
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应　用x EM CA )
业标准不同,而且同一牌号的永磁材料即使在同
一工厂生产也有工艺上的不同而使不同日期或不
同炉号的永磁材料在性能上产生偏差。因此上述
检查工作是相当重要的。一台电机应装配同一批
号的磁钢,以保证电机的电磁性能。
(3) 工作场地的准备:将转子装配工作场地
用非磁性护栏围起,并在醒目位置作明确警示;工
作场地清扫干净,用高压风对场地各角落进行清
理,不允许有铁屑、焊渣等铁磁性废物;准备好所
用的非磁性工装夹具、不锈钢无磁扳手、隔板、木
质支撑、铜锤、3240玻璃布板等。
(4) 将叠好冲片的转子用高压风吹净,并用
白布包扎好以防调运过程中带有其他杂质废物;
将转子支撑好(使转子呈水平状态) ,再次用样板
检查转子上的磁钢槽,然后将防护工装夹具固定
于转子上,准备装磁钢。
(5) 每两块磁钢之间用厚度约15 mm的非
磁性板隔开,并在每块磁钢的两个大面(工作面)
上标明“N”、“S”极性,且明确标写磁通量的相对
数值。数值相同的磁钢基本上是在一起放置的,
以便于装配。用手在木质支撑上将磁钢分开。注
意:请一定不要拿两块磁钢进行操作,一旦吸附在
一起,将无法进行分离,且两块磁钢吸附过程中极
易伤人,非常危险。要求操作者在操作过程中一
定要将磁钢一块一块装配。将磁钢远离铁磁性材
料,然后再装入磁钢导向工装里,对准转子上的磁
钢槽。此时应注意磁钢的“N”、“S”装配极性以
及磁钢磁通量相对数值。装配时不要将一个转子
槽中磁钢全部装满,而是先将整个转子磁钢槽分
别各装一块、两块??直到最后完成全部装配。
装配时,如某块磁钢装配不到位,可以用铜棒或非
磁性硬棒将磁钢推到位。注意:不能用力过猛,以
免将磁钢敲打破损。
(6) 用指南针对准转子外圆各槽检查磁钢极
性,极性合格后装配其他固定用的零部件;最后将
转子整体用白布包好,准备流入下一工序。
2　总装工艺
2. 1　工艺要点
装有磁钢的转子整体吸附力极强,定、转子之
间气隙较小,在总装时容易造成定、转子之间因引
力大而发生碰撞,可能导致定、转子吸附在一起难
以分开,甚至报废,且易造成人身伤害。传统的立
装或卧装工艺已无法满足要求,因此在保证定、转
子绝对同心的条件下再行总装是工艺关键。
2. 2　工艺过程
(1) 设计一不带磁性的假转子,用假转子将
(2) 装端盖、永磁转子;
(3) 总装。
设计的永磁电机工艺采用假转子、总装机等
非标准设备,在我厂开发研制的YJ43、YJ44等系
列电机上试验,总装配工艺性强,操作性可靠。目
前,该类电机总装配工艺在国内同类电机生产行
业中处领先地位,使我厂在国内油田、电梯用永磁
电机领域内保持。工艺技术领先,新市场拓展迅
在没有专用总装机情况下, YJ43、YJ44 永磁
电机总装时利用T68镗床进行装配。在装配过程
中发现镗床的镗杆刚度不够,极易造成设备损坏;
而YJ46功率较大,转子磁场强,无法利用T68镗
床进行装配。为了满足市场需求, 2004年我厂与
专用机床厂家共同研制了总装机,可满足较大功
率永磁电机生产需要。另外,通过一段时间的生
产摸索,设计补充了部分工装,如总装配之前采用
了假转子工装导向定位,并改进了工艺方法,使生
产效率提高约2～3倍。
3　工艺水平提升情况
结合永磁电机制造,我厂在如下几方面提升,
工艺技术水平。
(1) 转子铸铝与磁钢装配同时考虑:在研制
YJ43、YJ44系列油田用永磁电机制造时,由于转
子是鼠笼式铸铝结构,磁钢槽形复杂,且与铸铝导
条仅间隔1 mm,铸铝后磁钢槽变形状况难以控
制,国内同类电机生产制造时报废率较高。为此
在工艺上制定转子磁钢槽形定位保证方案,铸铝
与磁钢装配同时考虑,配置了槽形修整及磁钢装
配导向等一系列装置,使磁钢容易装配到位,转子
动平衡不受影响,达到设计的精度要求。
(2) 磁钢“分层式”装配:在YJ46、YJ46E系
列电梯用永磁电机制造工艺方面,由于冲片结构
更为复杂,每台转子装配100块磁钢,磁钢吸附、
排斥力极强,因而在工艺上采用“分层式”装配方
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) 应　用x EM CA
案,配制精确的导向非标准装置,使磁钢克服吸附
力、排斥力顺利进入槽内,装配设计位置,避免了
磁钢破损,同时使磁钢装配工效提高三分之一,保
证极性正确。
(3) 采用假转子定位总装:因常规工艺装配使
定、转子装配时吸附粘死而无法装配,通过假转子、
定装机构与车床结合调试,使定转子装配到位。
总之,采用以上工艺制造方法,填补了我厂在
永磁电机转子磁钢装配、总装配及检测工艺上的
空白,使我厂在永磁电机制造工艺技术水平方面
具有成熟的技术飞跃和技术支持。
【参考文献】
[ 1 ] 　唐任远. 现代永磁电机理论与设计[M ]. 北京:机械
工业出版社, 2000.
[ 2 ] 　李钟明,刘卫国. 稀土永磁电机[M ]. 北京:国防工
业出版社, 1999.
(上接第58页)
性变化对主被控变量的影响大为降低,还可使操
纵变量得到更精确的调节。
　　取水泵房串级控制系统设计的关键在于选好
副被控变量:
首先,副被控变量与主被控变量应有直接因
其次,副被控变量应能受主要扰动的影响,并
此外,副被控变量应处于整个对象的中间点,
主、副对象要适当分割。
选取清水池进水流量作为副被控变量既是根
据调度员手动控制的实践,又是根据串级控制系
统理论得出的。在主、副控制器的控制规律选择
上,主控制器应该选用P I、PID或其他特殊的控制
规律,副控制器一般选用P或P I为宜。因为副控
制器的控制目标是使主被控变量平稳,对副被控
变量的过渡过程品质并没有严格的要求,只是要
求过渡过程快一点,在保持稳定的条件上控制作
用适当强一些。一般副控制器选用比例控制规律
已经可以合格。
在现代自动化水厂中,为了满足工艺要求,一
般都采用变频调速代替老式的阀门调节,以平滑
调节进水流量及出水压力。变频调速可以降低电
耗,还可实现取水泵房、送水泵房的自动控制,且
无人值守即可进行安全、优质、高效、低耗地供水,
推动了供水技术的进步。还有一点要指出的是:
水泵站的变频调速是整个监控系统的重要设备之
一,它的通信功能必须具备网络监控的性能,除了
接受水泵站的监控,还要接受监控总中心的监控,
且必须具有远程I/O接口。
特别要指出的是:变频调速不是单一进行的,
它与整个水厂工艺流程,乃至整个城市的供水优
化调度有不可分割的流程监控关系。本系统采用
的是西门子自动化技术、西门子G150 及SIMO2
VERTMV IN TIA 装置,可以在网络监控方面做
到三个统一:一是统一编程,将驱动工具集成到
SIMATIC管理器中,通过SIMATIC,可统一网上任
何点上的计算机界面和操作环境;二是可做到统
一数据储存管理;三是统一通信方式。
在变频器的电压选择中,小于500 kW 的水
泵机组要尽量选用低压等级的变频器; 500 kW至
1 000 kW的水泵机组可选用690 V的三电平变
频器;大于800 kW 以上的水泵机组可选用2. 3 /
3. 3 /4. 16 /6. 0 /6. 6 kV等系列的变频器。对于中
压型的变频器,要尽量造用耐压等级高的高可靠
性的中压IGBT元件,用来组建整流侧和逆变侧
的直流回路,无需限流电控器,具有短路保护、触
发器数目少、无缓冲/吸收电路、模块化结构紧凑、
维修方便、可靠性高等优点。
【参考文献】
[ 1 ] 　陈伯时. 交流变频传动控制的发展[ C ]. 北京:第一
届变频器与伺服企业论坛, .
[ 2 ] 　陈立珍. 水工业领域与调速节能技术[ J ]. 变频器世
界, 2002 (1) : 427.
[ 3 ] 　马小亮. 变频器选型中的几个问题[ C ]. 深圳:变频
器行业企业家论坛, 2002.
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目前我国工业企业使用的电动机都是采用传统的。自发明使用以来，为世界广大的工农业的发展起到了非常重大的作用，但是交流异步电动机的制造工艺复杂、功率因数低、效率低、温升高、噪音大、耗电高、适应范围狭窄。上述问题的存在使工业生产的成本居高不下，成为工业企业降低消耗、、改变生产环境中的老大难问题。在某些行业，电动机的电耗占生产成本的50%以上，由此电动机的节电问题成为众多专家学者一生追逐的研究课题，由此市场上出现了许多电机节电产品。但是这些产品都因为不是在电动机本身的制造结构、生产工艺上做文章，因此节电的效果差，不能从根本上解决电动机的节电问题。随着科技的进步与发展，专家们发明了。永磁同步电机的优势在于，在电动机的内部结构上，电机的转子不使用铜金属缠绕、不使用矽钢片，制造工艺上与传统的电机相比发生了较大变化，普通机床就可以加工，大幅度的降低了电机生产成本。在制造和小功率上发挥了作用。但是在制造380-V以上电压较大功率永磁同步电机的技术上始终没有得到突破。尤其在解决电机温升高、磁缸退磁、电机寿命短的关键技术上始终不能得到解决。高压稀土应用高压基本说明高压稀土：用制成的具有更多的优越性，稀土永磁材料具有很高的，高，电动机体积小，效率高，功率因素高，调速精度高，调速范围大，输出特性硬，运转平稳，在开环控制下可取得很好的调速性能。不仅效率高，而且结构简单、运行可靠，还可做到体积小、重量轻。稀土永磁电机的应用范围极为广泛，几乎遍及航空、航天、国防、装备制造、工农业生产和日常生活的各个领域。
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