СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
ELECTRIC MACHINE STATOR MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к технологии изготовления электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности и приборостроении в космической технике.
Известен способ изготовления электрической машины (аналог, описанный на странице 2 описания изобретения SU №1700697), включающий сборку пакета магнитопровода, укладку обмотки, пропитку и сушку статора. При пропитке статор нагревают до температуры 60-70°С, погружают в ванну с лаком. Проникая в обмотку под действием гидростатического давления и капиллярных сил, лак вытесняет воздух и заполняет пустоты между проводниками обмотки. Изделие выдерживается в ванне до тех пор, пока выделяются пузырьки воздуха. Пропитанную обмотку выдерживают некоторое время на воздухе для стекания излишков лака, после чего смоченной в растворителе салфеткой смывают с металлических поверхностей пленку лака. Далее статоры с обмотками загружают в печь, где происходит сушка при 120°С (для удаления растворителя) и отверждение основы лака при температуре, соответствующей применяемому лаку.
Указанный способ не обеспечивает достаточно высокого КПД статора и электрической машины в целом из-за того, что конечной операцией является загрузка в печь статора с обмотками для сушки при 120°С, что приводит к температурной деформации геометрических размеров статора и его конструкции в целом и, как следствие этого, к понижению КПД статора и электрической машины в целом. Кроме того, отсутствие фиксированного положения у пакета магнитопровода статора при сушке приводит к дополнительному изменению геометрии наружного и внутреннего диаметров, и, следовательно, углового расположения зубцов из-за появления внутренних напряжений, возникающих при воздействии неравномерной усадки пропиточного состава при сушке.
Известен способ изготовления электрической машины (SU №695591), согласно которому статор центрируют относительно подшипниковых щитов с помощью центрирующей оправки, устанавливают колпачки на лобовые части и производят заливку статора, для чего берут центрирующую оправку с хвостовиком, с центральным отверстием и с радиальными отверстиями, подшипниковый щит надевают на хвостовик оправки, образуя при этом герметичную полость между колпачками, статором оправкой и подшипниковым щитом, сообщающуюся с радиальными отверстиями оправки, подают заливочный материал в центральное отверстие оправки, вращая при этом вокруг своей оси.
Недостатком известного способа является низкое качество статора из-за деформации пакета магнитопровода и невозможности получения заданной геометрии пакета магнитопровода в процессе пропитки.
В качестве прототипа выбран «Способ изготовления статора электрической машины» (SU 1700697 А1), согласно которому собирают пакет магнитопровода с зубцами, укладывают обмотку, производят пропитку и сушку в оправке, после чего оправку удаляют, статор устанавливают в оправку с ориентирующими элементами после пропитки, а перед сушкой фиксируют положения зубцов магнитопровода относительно оправки путем размещения ориентирующих элементов между коронками зубцов.
Недостаток прототипа заключается в недостаточной точности обеспечения геометрических размеров статора из-за использования в процессе изготовления сложного в изготовлении и применении технологического приспособления для фиксирования пакета магнитопровода в процессе сушки для исключения его температурных деформаций. Кроме того, конструкция технологического приспособления не обеспечивает сохранение начальных геометрических размеров пакета магнитопровода из-за того, что при фиксировании пакета магнитопровода перемещением разрезной втулки под давлением от завертывания гайки она изменяет свою форму от начальной круглой к эллиптической и, соответственно, меняет начальную форму пакета магнитопровода, что снижает его КПД и КПД электрической машины в целом.
Задача предложенного способа изготовления статора электрической машины заключается в повышении КПД статора и электрической машины в целом.
Поставленная задача в предложенном способе изготовления статора электрической машины решается за счет того, что магнитопровод изготавливают с радиальными прорезями со стороны центра магнитопровода фрезерованием для укладки провода обмотки с последующим выполнением высокотемпературного отжига и нанесением электроизолирующего покрытия на поверхности соприкосновения обмотки перед ее выполнением, причем магнитопровод изготавливают с радиально противоположными наружными технологическими выступами из цельной заготовки с повышенной магнитной проницаемостью, например, из сплава 49 КФ, для удерживания его в процессе изготовления с последующим удалением их после изготовления статора, после чего устанавливают оправку и выполняют пропитку и сушку и выполняют нарезку зубцов способом удаления промежутков между ними выплавливанием раскаленной латунной проволокой.
Предложенный способ изготовления статора электрической машины поясняется чертежами
На фиг. 1 изображен магнитопровод с окнами и радиальными прорезями со стороны центра магнитопровода для укладки провода обмотки.
На фиг. 2 изображен магнитопровод с уложенной обмоткой оправкой для пропитки и сушки статора.
На фиг. 3 изображен статор, установленный для нарезания зубцов.
На фиг. 4 изображен общий вид изготовленного статора электрической машины.
Способ изготовления статора электрической машины, включает изготовление магнитопровода 1, статора с зубцами 2 и окнами 3, в которые укладывают провода обмотки 4, производят пропитку и сушку в оправке 5 в виде пресс-формы, после чего оправку 5 удаляют.
Отличительные признаки предложенного способа и положительные их результаты заключаются в следующем:
Магнитопровод 1 и окна 3 с прорезями 6, расположенными радиально со стороны центра магнитопровода, изготавливают, например, фрезерованием для укладки провода обмотки 4 с последующим выполнением высокотемпературного отжига и нанесением электроизолирующего покрытия на поверхности магнитопровода в месте укладки обмотки 4 перед ее выполнением.
Магнитопровод изготавливают с противоположными радиально расположенными наружными технологическими выступами 7 из цельной заготовки с повышенной магнитной проницаемостью, например, из сплава 49 КФ, для удерживания его в процессе изготовления с последующим удалением наружных технологических выступов после изготовления статора. После этого устанавливают оправку 5, выполняют пропитку и сушку, нарезку зубцов способом удаления промежутков между ними выплавлением раскаленной латунной проволокой (электроэрозионный способ обработки).
Это позволяет повысить точность геометрических размеров и требуемую ориентацию магнитного поля магнитопровода 1 при изготовлении и тем самым обеспечить повышение КПД статора и электрической машины в целом.
Предложенный способ изготовления статора электрической машины в настоящее время находится на отработке с перспективой внедрения в производство ряда электрических машин для вновь разрабатываемых КА.