Изготовления магнитопроводов

Экономия материалов связана с безотходной и малоотходной технологией. При штамповке листов стали статора и ротора в среднем 40% стали идет в отходы, а в некоторых случаях 60—70%. В машинах малой мощности за счет изменения конструкции и технологии изготовления магнитной системы можно значительно уменьшить отходы электротехнической стали.

Развитие производства холоднокатаной рулонной стали позволило найти новый способ изготовления магнитной системы, когда отдельные части системы навиваются из стальной ленты и затем скрепляются в единую конструкцию. Навитые системы могут быть неразрезными ( 2-7,6), когда обмотки из обмоточного провода или из фольги наматываются непосредственно на стержни магнитной системы, или стыковыми, когда для насадки обмоток стержни магнитной системы разрезаются резом, перпендикулярным к продольной оси стержня, и навитая магнитная система становится стыковой ( 2-4,г),

Коэффициент заполнения сечения стержня сталью kc определяется числом ступеней в сечении и принятым способом прессовки стержня при ступенчатой его форме или способом расположения пластин (радиальное, эволь-вентное) при цилиндрической форме, а также .качеством отделки стали (§2-3). Для трансформатора каждого типа конструкция, материал и технология изготовления магнитной системы, а следовательно, и kc обычно выбираются до начала расчета на основании имеющегося опыта и задачи, поставленной при проектировании трансформатора. При этом всегда стремятся получить наибольшее возможное значение k0. Поэтому при исследовании влияния основных исходных данных на параметры трансформатора kc для этого трансформатора можно считать величиной постоянной. При расчете серии kc будет несколько изменяться от трансформатора одного типа к другому, сохраняясь постоянным во всех вариантах для каждого типа. В дальнейшем (§ 11-2) вопрос о влиянии выбранного kc на массы активных материалов и параметры трансформатора будет исследован более подробно.

где &т.т=1,05 — коэффициент, учитывающий ухудшение магнитных свойств стали в результате механических воздействий на стальную ленту в процессе изготовления магнитной системы и несовершенство отжига.

Для принятой конструкции и технологии изготовления магнитной системы применим формулу (8-43), в которой примем коэффи-

Для принятой конструкции и технологии изготовления магнитной системы с восстановительным отжигом пластин применим формулу (8-43), в которой примем коэффициенты: Ат.я=1,0; Ат.ш=1,02; *т.п = 1,04; ?,.3=1,10; feT.p»=l,00; А^у =2,20 (по табл. 8-10); k"ry = =3,85 (по табл. 8-10); *,.т= 16,50 (по табл. 8-12).

Расчет отдельного трансформатора обычно проводится на базе существующей серии трансформаторов с определенными конструкциями магнитных систем и обмоток, с общей для всей серии конструкцией изоляции, с установленными изоляционными расстояниями, известными марками активных и изоляционных материалов и с общей технологией производства. В этом случае параметры короткого замыкания Рк и ик, входящие в ряд параметров всей серии, коэффициент заполнения площади круга активным сечением стержня kc, определяемый выбранной маркой стали и принятой технологией изготовления магнитной системы, и изоляционные расстояния главной изоляции обмоток, зависящие от конструкции главной изоляции и применяемых изоляционных материалов, по существу являются заданными для расчетчика.

Развитие производства холоднокатаной рулонной стали позволило найти новый способ изготовления магнитной системы, когда отдельные части системы навиваются из стальной ленты и затем скрепляются в единую конструкцию. Навитые системы могут быть неразрезными (см. 2.6,6), когда обмотки из обмоточного провода или медной

а) выбор схемы, конструкции н технологии изготовления магнитной системы;

иого сечения стержня к площади круга с диаметром d, a > Л3'— отношение площади активного сечения стержня (чистой стали) к площади ступенчатой фигуры сечения стержня. Коэффициент &КР зависит от числа и размеров ступеней в сечении стержня (см. табл. 2.5, 2.6 и 8.1—8.5), a k3 — от толщины пластин стали и способа их изоляции (см. табл. 2.2). Для трансформатора каждого типа конструкция, материал и технология изготовления магнитной системы, а следовательно, и kc обычно выбираются до начала расчета на основании имеющегося опыта и задачи, поставленной при проектировании трансформатора. При этом всегда стремятся получить наибольшее возможное значение kc. Поэтому при исследовании влияния основных исходных данных на параметры трансформатора fec для этого трансформатора можно считать величиной постоянной. При расчете серии kc будет несколько изменяться от одного типа трансформаторов к другому, сохраняясь постоянным во всех вариантах для каждого типа. В дальнейшем (см. § 11.2) вопрос о влиянии выбранного kc на массы активных материалов и параметры трансформатора будет исследован более подробно.

где коэффициент ?TiT = l,15 учитывает ухудшение магнитных свойств стали в результате технологических воздействий на стальную ленту в процессе изготовления магнитной системы и несовершенство отжига; коэффициент &т,и=1.50 учитывает искажение формы кривой магнитной индукции в магнитной системе; qc — по табл. 8.16 — 8.18, В -А/кг; GCT — полная масса стали магнитной системы.

§ 3.5, Технология изготовления магнитопроводов

Ферриты — это монолитные магнитные материалы, получаемые спеканием при высокой температуре смеси оксида железа с оксидами двухвалентных металлов. Ферриты относятся к полупроводникам; они характеризуются низкими значениями остаточной индукции и удельной проводимости и высокими значениями диэлектрической проницаемости. Для изготовления магнитопроводов применяют в основном магнитомягкие ферриты, имеющие малую коэрцитивную силу (марганец-цинковые и никель-цинковые ферриты).

Для изготовления магнитопроводов низкочастотных трансформаторов используют ленту из электротехнической стали шириной 250 мм и толщиной 0,2...0,5 мм. Для переключающих и запоминающих устройств, магнитных усилителей, импульсных трансформаторов, накопительных элементов изготовляют ленточные сердечники из железоникелевых сплавов. Толщина ленты составляет 1,5; 2; 3; 10; 20; 50 и 100 мкм.

Технологический процесс изготовления магнитопроводов из ферритов состоит из следующих операций: приготовления исходной смеси (шихты), прессования заготовки, спекания при высокой температуре.

Основными задачами совершенствования технологии изготовления магнитопроводов являются:

§ 3.5. Технология изготовления магнитопроводов......... 123

териалы — низкоуглеродистые стали, чугун, которые применяют для магнитопроводов, работающих в постоянных магнитных полях; листовые электротехнические стали с повышенным содержанием кремния (до 4 %), которые идут для изготовления магнитопроводов устройств переменного тока (трансформаторов, электрических машин и аппаратов).

Для изготовления магнитопроводов электрических машин применяются листовая электротехническая сталь, стальное литье, листовая сталь, чугун и магнитодиэлектрики.

2. Назовите основные магнитные материалы для изготовления магнитопроводов и обмоток электрических машин.

Магнитные ЭТМ обладают способностью намагничиваться, а некоторые - сохранять намагниченность после прекращения воздействия магнитного поля. Служат для изготовления магнитопроводов (сердечников индуктивностей), трансформаторов, запоминающих устройств, постоянных магнитов и т. д.

Магнитопровод машины, по которому замыкается переменный магнитный поток, выполняют шихтованным — из листов электротехнической стали, как и у трансформатора. Если поток постоянный, то магнитопровод можно выполнять массивным; в этом случае он может осуществлять и конструктивные функции, т. е. служить элементом, обеспечивающим прочность данной части машины (статора или ротора). Так как электротехническая сталь о высоким содержанием кремния (3,8—4,8%) имеет значительную хрупкость, то для изготовления магнитопроводов вращающихся машин, у которых на роторе и статоре должны быть выштампованы пазы сравнительно сложной конфигурации, применяют сталь с содержанием кремния 1—3%. По тем же причинам холоднокатаная сталь находит ограниченное применение во вращающихся электрических машинах (только в очень мощных машинах). В микромашинах широко применяют также магнитопроводы, соб- с' ранные из листов железони- ,_„„,„„, г_обмотка1 ,_воздущ„Ый ,аэоР.