專利名稱：槽口磁蓋式電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電機結(jié)構(gòu)和制造方面的發(fā)明，是一種將開口槽電機加上磁性套筒或薄導磁層磁性槽楔后變成閉口槽電機的結(jié)構(gòu)方面的發(fā)明。
在電機結(jié)構(gòu)的設計中存在著一對矛盾從嵌線工藝的角度看，需要槽口大些好；從電機性能的角度看，需要齒諧波小，即需要槽口小些好。傳統(tǒng)的磁性槽楔能夠使槽口的等效寬度變小，是一個歷史悠久的發(fā)明，但是傳統(tǒng)的磁性槽楔缺點很多，主要缺點是磁性槽楔連通相鄰兩齒磁路的導磁部分太厚和結(jié)構(gòu)不合理，帶來許多弊端，如槽口間漏磁過大，使電動機起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降并使發(fā)電機電壓調(diào)整率變差，即帶負載能力下降；降低槽楔機械強度。
實踐和理論證明，將槽口用磁性材料封口，有許多好處，也有一些弊端。本發(fā)明采用槽口磁蓋封閉槽口，那么，槽口磁蓋應該具備什么樣的性能就能夠發(fā)揮最大的優(yōu)勢和避免它所引起的缺點呢 為了實現(xiàn)這些性能又應該采用什么方法和結(jié)構(gòu)呢 根據(jù)電機的原理分析，槽口磁蓋應該具備以下性能1、導磁率高，以保證槽口處有足夠的磁通消除齒諧波；2、齒間漏磁小，以保證無效磁通少，使電機的帶負載能力得到保證；3、能夠完全蓋住槽口，變成閉口槽；4、絕緣性好，不會因為采用槽口磁蓋而形成大的渦流；5、可靠性高，要保證槽口磁蓋本身的機械強度和它與電機鐵芯的結(jié)合強度；本發(fā)明的目的是實現(xiàn)以上5點性能，提出槽口磁蓋式電機的結(jié)構(gòu)，使電機性能達到以下效果1、使大型發(fā)電機和電動機由開口槽變成閉口槽，提高效率和帶負載能力(電機的帶負載能力，對電動機而言，指起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩；對發(fā)電機而言，指電壓調(diào)整率)；2、根據(jù)閉口槽的優(yōu)勢重新優(yōu)化設計電機，比如，對電動機而言，可以取消斜槽和使定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比接近于1；對發(fā)電機而言，可相應地減小氣隙，從而減小勵磁損耗，提高發(fā)電機的效率和發(fā)電容量；3、將半開口槽和半閉口槽的電機都做成開口槽嵌線、閉口槽運行，使電機的嵌線工藝、質(zhì)量、槽滿率、匝間絕緣都得到改善而不降低其性能。對小型電機而言，磁性套筒有足夠的強度固定線圈，在改善性能的同時用以取代槽楔，減小電機體積；4、對直流電機而言，用以改善換向性能。
為了敘述簡便起見，我們約定以下定義和簡稱。①槽口磁蓋磁性套筒和薄磁楔兩者的總稱。②槽口導磁層槽口磁蓋和磁性槽楔中用于封閉槽口的部分，它由磁性材料組成，緊靠槽口的氣隙圓柱面并將槽口封閉成槽口。③鐵磁片鐵磁材料(如硅鋼片)、亞鐵磁材料薄片。④薄磁楔薄的槽口導磁層磁性槽楔。⑤絕緣拼接兩塊鐵磁片在保證絕緣的基礎上實現(xiàn)的拼接。⑥左右分斷式從以圖8為代表的所有薄磁楔附圖看來，薄磁楔的寬度方向為T，長度方向為L，薄磁楔的槽口導磁層(從正對寬度方向看)由左右兩塊寬度約T／2，長度為L的鐵磁片(17和18)采用絕緣拼接而成的結(jié)構(gòu)和方法。另外，薄磁楔的兩側(cè)、中部、上面、下面等術(shù)語都是指從正對(圖8類)寬度T方向看。⑦結(jié)合部兩個分斷的鐵磁片相會的區(qū)域。⑧根部28槽口導磁層根部的簡稱，指槽口導磁層靠近兩側(cè)鐵磁片16的部分。⑨中部指槽口導磁層中與兩邊根部等距離的中線部分，通常是左右分斷式槽口導磁層兩邊鐵磁片的結(jié)合部。⑩馬鞍形槽口導磁層根部厚，往中部逐漸變薄的槽口導磁層。
按照槽口磁蓋的結(jié)構(gòu)可分為磁性套筒和薄磁楔兩類，附圖中有許多部分是同一構(gòu)件在不同的場合下的圖形表示，本


對此都采用統(tǒng)一的標號。1-磁性套圈；2-磁性套筒；3-線圈；4-槽口；5-鐵芯齒；6-帶固定齒的磁性套圈；7-固定齒；8-帶固定齒的磁性套筒；9-壓住固定齒的槽楔；F-薄磁楔或槽楔；11-固定齒上的固定鉤；12-U形固定齒；13-小段鐵磁片；14-焊點；15-鐵磁片固定鉤(用以加強鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合強度)；16-薄磁楔由鐵磁片構(gòu)成的兩側(cè)；17-槽口導磁層左部分鐵磁片；18-槽口導磁層右部分鐵磁片；19-(圖9)窗口；20和21-窗口毛刺；22-25為窗口連接齒；26-27(圖10)傾斜齒；28-(圖8)槽口導磁層根部；29-附加鐵磁片；30-樹脂粘接添加劑；31-(圖12)穿孔扣的扣眼；32和33-穿孔扣的扣齒；34-(圖13)右邊交錯齒；35-左邊交錯齒；36-(圖14、圖15)固定鉤；37和38-(圖16-圖19)扣邊；39-(圖20)凹凸鐵磁片；40-(圖21)凹凸鐵磁片的凸邊；41-凹凸鐵磁片的凹槽；42-(圖23)鐵磁片凹槽；43-鐵磁片凸邊；44-(圖25)復合槽口導磁層的鐵磁片；45和46-鐵磁片44上的固定鉤；47-(圖27)復合槽口導磁層的矮鐵磁片；48-復合槽口導磁層的高鐵磁片；49-(圖28)縱向鐵磁片拼接縫；50-(圖29)縱向鐵磁片拼接縫；51-鐵磁片上的固定鉤；52-鐵磁片側(cè)邊；53-包裹層。d-槽口導磁層根部28的厚度或鐵磁片17、18的厚度；K-磁性套筒寬度；T-槽口寬度或薄磁楔槽口導磁層寬度；L-薄磁楔長度；W-附加鐵磁片寬度；Ay-薄磁楔結(jié)合面通配符，表示結(jié)合面A1-A16。詳細的

結(jié)合原理說明部分和實施例部分進行說明。
本發(fā)明稱為槽口磁蓋式電機，是一種用磁性材料將電機的開口槽封閉成閉口槽(稱為槽口磁蓋)的方法和結(jié)構(gòu)，并在槽口磁蓋支持下優(yōu)化和改變電機的設計。槽口磁蓋有磁性套筒和薄磁楔兩類，其特征是①它由鐵磁片制成，處于氣隙的一面全部為鐵磁片，從而實現(xiàn)鐵磁片對槽口的完全封閉，保證槽口在氣隙處是鐵磁材料，其高導磁率能提供足夠的磁通消除齒諧波；附圖中的鐵磁片截面用粗實線表示。②它的槽口導磁層的基本類型是單層鐵磁片類，包括單層鐵磁片槽口導磁層和單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成的馬鞍形槽口導磁層。由單層鐵磁片經(jīng)過絕緣、拼接、粘接后形成槽口導磁層，(對于特殊的大型電機，因為槽口較寬，所以其槽口導磁層相應比較厚，槽口導磁層可以由單層鐵磁片演變成多層鐵磁片和復合鐵磁片)；③單層鐵磁片類的槽口導磁層的鐵磁片底部曲面平行于氣隙圓柱面(復合型槽口導磁層是導磁層整體平行于氣隙圓柱面)，并完全蓋住靠氣隙的槽口，使電機變成閉口槽；④槽口磁蓋的槽口導磁層比傳統(tǒng)的磁性槽楔的槽口導磁層薄，因為本發(fā)明的槽口導磁層由鐵磁片構(gòu)成，而鐵磁片的厚度很容易控制，所以通過控制鐵磁片的厚度來控制槽口導磁層的厚度。槽口鐵磁片的厚度d(在圖1和圖8中標出的)是一個關鍵數(shù)據(jù)，應該通過實驗確定數(shù)據(jù)。鐵磁片厚度d不能太厚，太厚則引起齒頂間漏磁過大，會產(chǎn)生帶負載能力降低等不利影響；也不能太薄，太薄則無法提供足夠的磁通，消除齒諧波的作用不明顯。鐵磁片的厚度應該是既能消除齒諧波，又不會產(chǎn)生大的齒間漏磁為宜。當材料一定時，為了保證有效地抑制齒諧波，根部厚度d通常隨著槽口寬度的增加而增加，即根部厚度d是槽口寬度T的增函數(shù)。為了說明根部厚度d是槽口寬度T的增函數(shù)，給出估算公式以供參考d=G*Bδ*(T-2*e)／(2*Bs)，式中d為槽口導磁層根部厚度，Bδ為氣隙磁密，T為槽口寬度，e為加強齒的厚度，Bs為磁性材料的飽和磁密，G為修正系數(shù)；⑤分斷式和包裹式絕緣結(jié)構(gòu)。為了避免大的渦流，槽口磁蓋由多個鐵磁片構(gòu)件構(gòu)成，各個鐵磁片構(gòu)件間互相絕緣，槽口磁蓋與鐵芯齒之間互相絕緣，這兩種絕緣至少要可靠地保證一種，以求避免大的渦流。磁性套筒類的各磁性套圈之間以及磁性套筒與鐵芯之間絕緣；薄磁楔是以多個鐵磁片構(gòu)件拼接和粘接而成，在結(jié)合部Ay(Ay代表了A1至A16)處保證了絕緣，從而有更好的絕緣效果。圖8代表了由左右兩塊(也可以是多塊)鐵磁片拼接和粘接而成的薄磁楔；兩塊鐵磁片的結(jié)合部Ay可以是互相緊貼式，也可以是互相離開一點距離的間隙式。圖28中，各鐵磁片是沿槽楔的長度方向互相結(jié)合組成薄磁楔；還可以由一個鐵磁片構(gòu)件(圖31)做成，外層包裹絕緣層與鐵芯絕緣。⑥為保證槽口磁蓋本身的機械強度和運行可靠性，大尺寸的磁性套筒采用固定齒與槽口粘合、卡緊；薄磁楔的強度保證問題，(以圖8為薄磁楔的整體說明)其特征是薄磁楔的鐵磁片采用絕緣拼接(即在絕緣前提下互相拼接)的結(jié)構(gòu)和方法。在絕緣前提下，將分斷的鐵磁片結(jié)合成一個有足夠機械強度的整體。左右分斷的鐵磁片構(gòu)件采用絕緣拼接，都有一個結(jié)合部Ay，為保證拼接和粘接的可靠性，不但要對結(jié)合部Ay進行絕緣處理和粘接，而且應該對結(jié)合部Ay采用可以加強拼接和粘接效果的預備措施，其措施不勝枚舉，如粗糙化處理、咬扣(圖16)、穿孔扣(圖12)、交錯咬合(圖13、圖10)、搭接(圖11)、嵌套(圖21、圖23)、固定齒(圖19)和圖9中的一些措施，如開窗口、制造連接齒、采用連通孔，(這些措施將給予詳細說明)，用以上措施配合粘接就可以實現(xiàn)結(jié)合部Ay的可靠拼接和粘接。以上拼接措施的特點就是可以保證兩個拼接件之間的絕緣，所以以下統(tǒng)稱為絕緣拼接。在本發(fā)明中，粘接前將結(jié)合面進行粗糙化處理是一種通用措施，不重復敘述。
本發(fā)明進一步的特征是槽口磁蓋的結(jié)構(gòu)和制造的主要工藝。對磁性套筒類而言，對其套筒厚度、寬度和可靠性有要求。磁性套筒由鐵磁片做成。從電機性能的角度來看，首先，磁性套筒的厚度d是一個關鍵數(shù)據(jù)。其次，渦流也是一個重要數(shù)據(jù)，每個環(huán)的寬度K不能太寬，太寬則渦流太大，但太窄則工藝性差。根據(jù)電機類型和規(guī)格的不同，厚度在0．2-8mm之間，寬度在0．3-20mm之間，要綜合考慮電機的工作性能和工藝性，根據(jù)實驗確定磁性套圈的寬度和厚度數(shù)據(jù)。然后由圖1的磁性套圈1若干個組合成磁性套筒2，磁性套筒2套在圖2的定子鐵芯5的內(nèi)表面，使定子中由于嵌線圈3而留下的槽口4被鐵磁片封閉，使鐵芯5內(nèi)表面變成圖3形狀的由鐵磁材料構(gòu)成的光滑表面，即變成了閉口槽，成為磁性套筒式閉口槽電機，使得原來由于槽口4引起的齒諧波被抑制。對定子而言，磁性套筒圓環(huán)的外圓周長等于定子內(nèi)圓周長，將其緊配合嵌套在定子內(nèi)圓表面。對于轉(zhuǎn)子而言，磁性套筒是套在轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面，可用磁性套筒箍套在轉(zhuǎn)子表面，也可以用纏繞法將硅鋼絲緊繞在轉(zhuǎn)子表面，轉(zhuǎn)子套好磁性套筒后不一定是圓形。在嵌套和纏繞之前進行粗糙化處理再涂上粘接劑可以加強磁性套筒抗震動脫落的性能和產(chǎn)生磁性套筒的環(huán)與環(huán)之間以及環(huán)與鐵芯齒面之間的絕緣作用。為了提高磁性套筒與鐵芯結(jié)合的可靠性，光靠粘接的方法是不夠的，大、中型電機適用的有以下兩種方法提高可靠性1、采用焊接(如電阻焊)的方法將磁性套筒與鐵芯焊接為一個整體；2、采用帶固定齒的磁性套筒，圖4中的帶齒磁性套筒8是由一組帶固定齒7的磁性套圈6組成的，在磁性套圈1上焊上固定齒7就成了磁性套圈6，裝配時，按照圖5的位置將固定齒7插在槽口4中，涂上粘接劑，然后插入非磁性槽楔F將固定齒7壓住粘牢如9，使帶固定齒的磁性套筒8與鐵芯5實現(xiàn)可靠的結(jié)合。(在薄磁楔說明中，圖5中的F表示為薄磁楔。)磁性套筒的幾種基本結(jié)構(gòu)和工藝如下先描述一種最基本的結(jié)構(gòu)，圖1的磁性套筒2是由一組磁性套圈1組成，磁性套圈1是一個由用鐵磁性材料(如硅鋼)制成的圓環(huán)。先預制一種厚d寬K的鐵磁長條(當然，圓截面和其它截面的硅鋼絲也在保護之列)，然后按所需長度剪切、焊接成環(huán)。圓環(huán)的厚度d應由實驗確定。厚度d的估算公式為d=G*Bδ*(T-2*e)／(2*Bs)。對小型電機而言，環(huán)的厚度應該比較薄，可以采用現(xiàn)有硅鋼片的厚度(如0．35mm或0．5mm)，將硅鋼片剪切成長條以后再焊接成環(huán)。對于槽口寬度大的電機則需要定制成厚的(如0．5mm-8mm)硅鋼條，寬度K控制在20mm以下為好，再焊接成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間絕緣。從電機性能的角度有，環(huán)寬度越小越好，應不大于定子的鐵芯齒寬的一半比較合理，以免環(huán)面的渦流太大，當然，如果強調(diào)工藝性的話，寬一些也可以，只是它的渦流損耗偏大一些。
本發(fā)明進一步的特征是采用帶固定齒7的磁性套筒8以保證磁性套筒與鐵芯的可靠結(jié)合。對大、中型電機而言，適用的是圖4的帶固定齒7的磁性套筒8。制造固定齒的方法多種多樣，焊接是一種好方法。如圖6、圖7例舉了兩種磁性套筒形成帶固定齒7的方法，方法一(圖6)在光滑磁性套圈1的基礎上按照鐵芯齒距焊接固定齒7，可以是一段金屬12焊成兩個齒呈一個U形成為兩個齒，也可以焊成一個齒7，11為固定齒7上的固定鉤，它使固定齒7在槽口的抗拉固定效果更好，圖6中只畫出一個齒上有固定鉤11，當然是每個固定齒上都可以做固定鉤11，也可以不做。14是焊點。方法二(圖7)用許多小段鐵磁片13按照鐵芯齒距焊接成(圖4中)帶固定齒7的磁性套圈6，14是焊點，每個鐵磁片13留出一節(jié)7作為固定齒。磁性套圈6的固定齒7的制造方法可以是任何焊接方法，電阻焊比較經(jīng)濟。當然也可以用其他的成型方法。固定齒不一定每個槽口都要。圖1中的光滑磁性套筒也可以直接焊接在鐵芯上，使鐵芯槽口閉合。
本發(fā)明進一步的特征是薄磁楔的槽口導磁層鐵磁片采用了左右分斷結(jié)構(gòu)，即在圓周方向分斷(參見圖5，從圖5的方向看，槽楔F的鐵磁片分斷為左右兩部分或多部分。槽楔F的放大圖就是圖8，左右分斷就是在寬度T的方向分斷)，然后采用絕緣拼接結(jié)合而成，以下簡稱左右分斷式。采用左右分斷式鐵磁片以保證薄磁楔不會引起左右兩邊的鐵芯齒短路。圖8為左右分斷式薄磁楔整裝圖，槽楔由左右兩部分結(jié)合而成，所有附圖中粗黑線為鐵磁片的截面，左部分的鐵磁片底部為17，右部分的鐵磁片底部為18。槽口導磁層根部28(圖8、圖19)的鐵磁片總厚度等于d。左右兩部分鐵磁片采用絕緣拼接，其結(jié)合部為Ay(圖8中的結(jié)合面Ay廣義地表示了后面附圖各種左右絕緣拼接類型的結(jié)合面A1-A16)，在結(jié)合部Ay采取絕緣措施，使左右鐵磁片絕緣，即使薄磁楔鐵磁片側(cè)邊16與(圖5)鐵芯齒5之間絕緣不可靠，也由于結(jié)合面Ay的絕緣而保證了避免相鄰兩齒由于使用薄磁楔而產(chǎn)生短路，以防止產(chǎn)生大渦流。兩塊鐵磁片在結(jié)合部Ay可以是互相緊貼式，也可以是互相離開一點距離的間隙式，在互相結(jié)合的面與面之間被樹脂層隔開以減少漏磁。15為固定鉤，30為樹脂填料(薄磁楔中都應該有樹脂填料30，但在以后的薄磁楔附圖中都沒將樹脂填料30畫出)。
本發(fā)明進一步的特征是槽口導磁層由單層鐵磁片或單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成，其底部鐵磁片17和18的底面(即靠氣隙的一面)平行于氣隙圓柱面，形成左右分斷式結(jié)構(gòu)薄磁楔。分斷的鐵磁片采用絕緣拼接(即在絕緣前提下互相拼接)的結(jié)構(gòu)和方法。在絕緣前提下，采用增加薄磁楔強度的措施將分斷的鐵磁片結(jié)合成一個有足夠機械強度的整體。
圖8的薄磁楔代表了圖9至圖19的左右分斷類薄磁楔的總裝圖，將其左邊的鐵磁片17和右邊的鐵磁片18構(gòu)件采用絕緣拼接，并加注樹脂填料30，成為一個薄磁楔整體。這一類薄磁楔可以是單層鐵磁片構(gòu)成的槽口導磁層，也可以是馬鞍形槽口導磁層，馬鞍形槽口導磁層有兩種結(jié)構(gòu)(圖19)①由底層鐵磁片17和18疊加上數(shù)層附加鐵磁片29，附加鐵磁片靠緊根部，下面的附加鐵磁片寬，越往上面的越窄，形成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形槽口導磁層。②還可以是將鐵磁片做成根部厚往中部逐漸變薄的馬鞍形狀。圖9至圖18的槽口導磁層只畫了單層鐵磁片，其實都可以是馬鞍形槽口導磁層。不管是哪種槽口導磁層，其根部28的鐵磁片總厚度等于d，鐵磁片17和18兩者在結(jié)合部Ay處結(jié)合，結(jié)合部16為薄磁楔鐵磁片的側(cè)邊，15為固定齒(用以加強鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合強度)，這類薄磁楔都有一個結(jié)合部Ay，為保證拼接和粘接的可靠性，不但要對結(jié)合部Ay進行絕緣處理和粘接，而且應該對結(jié)合部Ay采用可以加強拼接和粘接效果的預備措施，其措施不勝枚舉，如粗糙化處理、咬扣(圖16)、穿孔扣(圖12)、交錯咬合(圖13、圖10)、搭接(圖11)、嵌套(圖17-圖20)、固定齒(圖19)和圖9中的一些措施，如開窗口、制造連接齒、采用連通孔，(這些措施將給予詳細說明)，用以上措施配合粘接就可以實現(xiàn)結(jié)合部Ay的可靠拼接和粘接。以上拼接措施的特點就是可以保證兩個拼接件之間的絕緣，所以以下統(tǒng)稱為絕緣拼接，方法不勝枚舉，僅舉數(shù)種。
圖9-圖19表示的薄磁楔都是單層鐵磁片或單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成的左右分斷式絕緣。由于繪圖困難，有幾點說明①僅畫出單層鐵磁片槽口導磁層，其實必須包括兩種馬鞍形槽口導磁層。②在鐵磁片和附加鐵磁片上做一些固定齒或穿孔扣，加強結(jié)合強度。這一類薄磁楔由左右兩塊鐵磁片構(gòu)件拼接和粘接而成，每個鐵磁片構(gòu)件之間絕緣，所以保證了插入薄磁楔以后不會使鐵芯內(nèi)圓產(chǎn)生大渦流。加上薄磁楔兩個斜面16的外層涂上絕緣層與鐵芯之間絕緣，就能夠更加可靠地避免大渦流。
圖9的左右鐵磁片呈U形，結(jié)合部A1由兩個鐵磁片的垂直結(jié)合面A1粘接而成。為了保證結(jié)合部的粘接強度，采用以下措施配合使用在兩個粘接面開連接窗口19和制造連接齒20、21、22、23、24、25，連接齒插到對方的窗口中以加強連接強度。連接齒的位置和形狀可以任意，可以是毛刺20、21，毛刺20嵌套在21中，也可以是平行于底邊的窗葉狀22和24，是垂直于底邊的窗葉狀23和25以及其它角度和形狀的連接齒。當然，窗口可以演變成純粹是開一些對應的孔19，樹脂貫通左右鐵磁片，可以加強結(jié)合強度；15是結(jié)合面A上和薄磁楔鐵磁片的側(cè)邊16上的固定鉤，只畫了一邊，兩邊都可以做。
圖10是交錯式粘合面的薄磁楔。圖10中，左右鐵磁片的交錯結(jié)合齒26有幾段齒向左傾斜，另幾段齒向右傾斜。以加強粘接面A2粘接左右兩部分的強度。
圖11是交錯式固定齒的薄磁楔。鐵磁片17和18在結(jié)合部A3處有許多固定齒27，互相伸到對方的鐵磁片上方，形成交錯的固定齒的局面，加強了結(jié)合部A3的強度以及鐵磁片與樹脂材料基體的結(jié)合強度。
圖12a是穿孔扣拼接的槽口導磁層，左邊的鐵磁片底邊17上制作一些扣齒32、33，右邊的鐵磁片底邊18上制作一些扣眼31，底邊17的扣齒32和33穿過底邊18的扣眼31后再向兩邊倒彎，將左右兩邊鐵磁片扣接到一起，形成穿孔扣的結(jié)合部A4，即成為圖12結(jié)構(gòu)的薄磁楔。當17和18重疊較多時，該結(jié)構(gòu)的槽口導磁層由單層變成雙層的。
圖12a省略掉穿孔扣就演變成圖12b采用上下重疊方式的槽口導磁層，上面的槽口導磁層18與下面的槽口導磁層17粘接面A4較窄時是單層槽口導磁層，粘接面A4較寬時演變成雙層槽口導磁層。
圖13為交錯咬合式拼接，兩邊的鐵磁片做一些交錯的咬合齒34、35，左右兩邊鐵磁片的咬合齒互相上下交錯。右邊的鐵磁片底邊18上的咬合齒34位于左邊的鐵磁片底邊17上的咬合齒的上面，結(jié)合面為A5，這部分的截面圖為圖14；左邊的鐵磁片底邊17上的咬合齒35位于右邊的鐵磁片底邊18上的咬合齒的上面，結(jié)合面為A6，這部分的截面圖為圖15。圖14和圖15中，咬合齒34、35上面還有一個固定齒36，使鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合更可靠。圖13中沒有固定齒36是因為不好畫。還有，許多圖中，左邊的鐵磁片上有固定齒15而右邊的鐵磁片上沒有，也是因為不好畫，其實都應該做固定齒。
圖13中的咬合齒34往上翹一個角度，離開被壓的17上的咬合齒，同樣，咬合齒35往上翹一個角度，離開被壓的18上的咬合齒，鐵磁片底邊17和18之間就離開了一小段距離，成為有間隙的結(jié)合部。
圖16的結(jié)合部A7是由左右鐵磁片的扣邊37和38咬扣而成，非常牢靠。
圖17和圖18實際上就是圖16的咬扣式薄磁楔的變形，將扣邊37和38做成不同的扣接方式。實際上也可以看成演變成了向嵌套方式轉(zhuǎn)變，37為凸邊，38為凹邊。A8、A9為各種不同形狀和不同部位(根部或中部)的結(jié)合面，這是無法窮舉的。
圖19的左右鐵磁片在結(jié)合部A10處有一小段間隙形成大磁阻，減少齒間漏磁。其馬鞍形槽口導磁層有兩種結(jié)構(gòu)①由底層鐵磁片17和18疊加上數(shù)層附加鐵磁片29，附加鐵磁片靠緊根部，附加鐵磁片寬度W2＜W1＜T／2，長度=L，即下面的附加鐵磁片寬，越往上面的越窄，形成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形槽口導磁層。②還可以是將鐵磁片做成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形狀。其根部28的鐵磁片總厚度等于d。附加鐵磁片可以是多層。在槽口導磁層中部，鐵磁片17和18做一些固定齒15。
本發(fā)明進一步的特征是薄磁楔從單層鐵磁片類向多層鐵磁片結(jié)構(gòu)和復合鐵磁片演變的絕緣拼接的結(jié)構(gòu)和方法，方法不勝枚舉，僅舉數(shù)種。
圖12a、圖12b和圖13的薄磁楔結(jié)構(gòu)中，槽口導磁層部分的鐵磁片重疊部分越多就越等效于雙層鐵磁片的槽口導磁層。
圖20是圖19演變而來的多片結(jié)構(gòu)的槽口導磁層。中間的鐵磁片39一邊為凹一邊為凸，嵌套在凸邊37和凹邊38之中。
圖20進一步演變成為圖21的嵌套式槽口導磁層。圖21中的嵌套條由凸邊40和凹邊41構(gòu)成(分解圖為圖22)，成為4層鐵磁片厚的槽口導磁層，槽口導磁層厚度為d。
圖18的槽口導磁層進一步演變成為圖23的嵌套式結(jié)構(gòu)。凸邊為43，凹邊為42，凹凸邊呈燕尾槽式結(jié)構(gòu)，嵌套后保證了高的結(jié)合強度。圖23進一步演變成為圖24的多片式結(jié)構(gòu)，同樣是凸邊為43，凹邊為42，槽口導磁層成了復合式結(jié)構(gòu)，厚度都為d。
當圖23的嵌套復合式槽口導磁層的每個元件將凹凸槽省掉，成為一組圖25結(jié)構(gòu)的鐵磁體片44粘接而成的復合式槽口導磁層，厚度仍為d。為了提高鐵磁片44與樹脂基體的結(jié)合可靠性，(圖26中)鐵磁片44上預制一些固定齒45和46，45和46制作在44上的不同位置，圖25中的黑點45和46表示了固定齒在不同的位置，A15為結(jié)合面。圖25的復合式槽口導磁層演變成圖27的高鐵磁片48和矮鐵磁片47交錯式的疊片組成的復合槽口導磁層，結(jié)合面為A16厚度為d。
本發(fā)明進一步的特征是薄磁楔在沿轉(zhuǎn)軸的方向分斷式(即將薄磁楔的鐵磁片在長度L方向分成數(shù)段)絕緣結(jié)構(gòu)和方法，避免形成大回路，以防止產(chǎn)生大渦流。
圖28的薄磁楔的鐵磁片是縱向(即電機的軸向)分斷，實際上就是由圖4的帶固定齒的磁性套筒8演變而來。49是鐵磁片之間的結(jié)合縫，可以是地板磚似的一塊緊靠一塊的靠緊粘接，也可以是蓋瓦似的互相疊壓一段，每片之間互相粘接和絕緣。將每塊鐵磁片在縱向縮短，在槽口導磁層厚度d的方向增加，就成為圖29的縱向疊片式的復合槽口導磁層。50為疊片粘接部，51為固定齒，類似圖26中的固定齒45和46的固定齒。
左右分斷和縱向分斷的復合使用當然是應該保護的可行的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明進一步的特征是薄磁楔的包裹式絕緣結(jié)構(gòu)和方法，以防止產(chǎn)生大渦流。
薄磁楔還可以由一個鐵磁片構(gòu)件做成，如圖30是用硅鋼片加工成的最簡單的薄磁楔結(jié)構(gòu)，加入樹脂填料即成。17為槽口導磁層，16為槽楔梯形的兩個側(cè)面，該結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是缺點很明顯，那就是只要側(cè)面16與鐵芯齒短路，則會產(chǎn)生大回路的渦流，所以要特別注意側(cè)面16與鐵芯的絕緣層可靠性。將圖30的薄磁楔鐵磁片側(cè)邊16向內(nèi)收縮，外層被樹脂材料53給包裹起來，形成絕緣層與鐵芯絕緣的圖31的結(jié)構(gòu)。槽口導磁層也可以疊加一些附加鐵磁片以形成馬鞍形，還可以在其鐵磁片向上方?jīng)_壓一些齒作為固定齒15，加強鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合可靠性。
本發(fā)明進一步的特征是由于加上槽口磁蓋后會對電機的電磁特性產(chǎn)生有利影響，所以可以對電機的結(jié)構(gòu)重新進行優(yōu)化設計，對電機性能產(chǎn)生有意的影響。
電機設計中，采用斜槽設計和定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比的設計以及較多的槽數(shù)設計的目的是抑制齒諧波，由于槽口磁蓋抑制了齒諧波，所以電機的斜槽設計和定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比的設計以及較多的槽數(shù)設計就可以重新考慮，只要充分的抑制了齒諧波，就可以減小斜槽角度或取消斜槽；使定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比接近于或等于1；適當?shù)販p小氣隙；從而減小損耗，提高發(fā)電機和電動機的效率和容量。
本發(fā)明進一步的特征是由于加上槽口磁蓋后會對電機的電磁特性產(chǎn)生有利影響，所以可以對電機的結(jié)構(gòu)重新進行優(yōu)化設計，對電機結(jié)構(gòu)和工藝產(chǎn)生有益的影響。
對半閉口槽和半開口槽的電機而言，可以全部改變設計成為開口槽，有利于嵌線、提高槽滿率和嵌線質(zhì)量。電機設計中，增加槽數(shù)是因為抑制了齒諧波，則對槽數(shù)多的電機而言可以相應地減少槽數(shù)而簡化工藝。
磁性套筒實際上是一層鋼套，對小型電機而言，磁性套筒的強度可以起到阻止槽內(nèi)線圈跑出槽口的作用，所以可以減薄槽楔甚至取消槽楔。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明稱為槽口磁蓋式電機，是一種用磁性材料將電機的開口槽封閉成閉口槽(稱為槽口磁蓋)的方法和結(jié)構(gòu)，并在槽口磁蓋支持下優(yōu)化和改變電機的設計。槽口磁蓋有磁性套筒和薄磁楔兩類，其特征是①它由鐵磁片制成，處于氣隙的一面全部為鐵磁片，從而實現(xiàn)鐵磁片對槽口的完全封閉，保證槽口在氣隙處是鐵磁材料，其高導磁率能提供足夠的磁通消除齒諧波；附圖中的鐵磁片截面用粗實線表示。②它的槽口導磁層的基本類型是單層鐵磁片類，包括單層鐵磁片槽口導磁層和單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成的馬鞍形槽口導磁層。由單層鐵磁片經(jīng)過絕緣、拼接、粘接后形成槽口導磁層，(對于特殊的大型電機，因為槽口較寬，所以其槽口導磁層相應比較厚，槽口導磁層可以由單層鐵磁片演變成多層鐵磁片和復合鐵磁片)；③單層鐵磁片類的槽口導磁層的鐵磁片底部曲面平行于氣隙圓柱面(復合型槽口導磁層是導磁層整體平行于氣隙圓柱面)，并完全蓋住靠氣隙的槽口，使電機變成閉口槽；④槽口磁蓋的槽口導磁層比傳統(tǒng)的磁性槽楔的槽口導磁層薄，因為本發(fā)明的槽口導磁層由鐵磁片構(gòu)成，而鐵磁片的厚度很容易控制，所以通過控制鐵磁片的厚度來控制槽口導磁層的厚度。槽口鐵磁片的厚度d(在圖1和圖8中標出的)是一個關鍵數(shù)據(jù)，應該通過實驗確定數(shù)據(jù)。鐵磁片厚度d不能太厚，太厚則引起齒頂間漏磁過大，會產(chǎn)生帶負載能力降低等不利影響；也不能太薄，太薄則無法提供足夠的磁通，消除齒諧波的作用不明顯。鐵磁片的厚度應該是既能消除齒諧波，又不會產(chǎn)生大的齒間漏磁為宜。當材料一定時，為了保證有效地抑制齒諧波，根部厚度d通常隨著槽口寬度的增加而增加，即根部厚度d是槽口寬度T的增函數(shù)。為了說明根部厚度d是槽口寬度T的增函數(shù)，給出估算公式以供參考d=G*Bδ*(T-2*e)／(2*Bs)，式中d為槽口導磁層根部厚度，Bδ為氣隙磁密，T為槽口寬度，e為加強齒的厚度，Bs為磁性材料的飽和磁密，G為修正系數(shù)；⑤分斷式和包裹式絕緣結(jié)構(gòu)。為了避免大的渦流，槽口磁蓋由多個鐵磁片構(gòu)件構(gòu)成，各個鐵磁片構(gòu)件間互相絕緣，槽口磁蓋與鐵芯齒之間互相絕緣，這兩種絕緣至少要可靠地保證一種，以求避免大的渦流。磁性套筒類的各磁性套圈之間以及磁性套筒與鐵芯之間絕緣；薄磁楔是以多個鐵磁片構(gòu)件拼接和粘接而成，在結(jié)合部Ay(Ay代表了A1至A16)處保證了絕緣，從而有更好的絕緣效果。圖8代表了由左右兩塊(也可以是多塊)鐵磁片拼接和粘接而成的薄磁楔；兩塊鐵磁片的結(jié)合部Ay可以是互相緊貼式，也可以是互相離開一點距離的間隙式。圖28中，各鐵磁片是沿槽楔的長度方向互相結(jié)合組成薄磁楔；還可以由一個鐵磁片構(gòu)件(圖31)做成，外層包裹絕緣層與鐵芯絕緣。⑥為保證槽口磁蓋本身的機械強度和運行可靠性，大尺寸的磁性套筒采用固定齒與槽口粘合、卡緊；薄磁楔的強度保證問題，(以圖8為薄磁楔的整體說明)其特征是薄磁楔的鐵磁片采用絕緣拼接(即在絕緣前提下互相拼接)的結(jié)構(gòu)和方法。在絕緣前提下，將分斷的鐵磁片結(jié)合成一個有足夠機械強度的整體。左右分斷的鐵磁片構(gòu)件采用絕緣拼接，都有一個結(jié)合部Ay，為保證拼接和粘接的可靠性，不但要對結(jié)合部Ay進行絕緣處理和粘接，而且應該對結(jié)合部Ay采用可以加強拼接和粘接效果的預備措施，其措施不勝枚舉，如粗糙化處理、咬扣(圖16)、穿孔扣(圖12)、交錯咬合(圖13、圖10)、搭接(圖11)、嵌套(圖21、圖23)、固定齒(圖19)和圖9中的一些措施，如開窗口、制造連接齒、采用連通孔，(這些措施將給予詳細說明)，用以上措施配合粘接就可以實現(xiàn)結(jié)合部Ay的可靠拼接和粘接。以上拼接措施的特點就是可以保證兩個拼接件之間的絕緣，所以以下統(tǒng)稱為絕緣拼接。在本發(fā)明中，粘接前將結(jié)合面進行粗糙化處理是一種通用措施，不重復敘述。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是槽口磁蓋的結(jié)構(gòu)和制造的主要工藝。對磁性套筒類而言，對其套筒厚度、寬度和可靠性有要求。磁性套筒由鐵磁片做成。從電機性能的角度來看，首先，磁性套筒的厚度d是一個關鍵數(shù)據(jù)。其次，渦流也是一個重要數(shù)據(jù)，每個環(huán)的寬度K不能太寬，太寬則渦流太大，但太窄則工藝性差。根據(jù)電機類型和規(guī)格的不同，厚度在0．2-8mm之間，寬度在0．3-20mm之間，要綜合考慮電機的工作性能和工藝性，根據(jù)實驗確定磁性套圈的寬度和厚度數(shù)據(jù)。然后由圖1的磁性套圈1若干個組合成磁性套筒2，磁性套筒2套在圖2的定子鐵芯5的內(nèi)表面，使定子中由于嵌線圈3而留下的槽口4被鐵磁片封閉，使鐵芯5內(nèi)表面變成圖3形狀的由鐵磁材料構(gòu)成的光滑表面，即變成了閉口槽，成為磁性套筒式閉口槽電機，使得原來由于槽口4引起的齒諧波被抑制。對定子而言，磁性套筒圓環(huán)的外圓周長等于定子內(nèi)圓周長，將其緊配合嵌套在定子內(nèi)圓表面。對于轉(zhuǎn)子而言，磁性套筒是套在轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面，可用磁性套筒箍套在轉(zhuǎn)子表面，也可以用纏繞法將硅鋼絲緊繞在轉(zhuǎn)子表面，轉(zhuǎn)子套好磁性套筒后不一定是圓形。在嵌套和纏繞之前進行粗糙化處理再涂上粘接劑可以加強磁性套筒抗震動脫落的性能和產(chǎn)生磁性套筒的環(huán)與環(huán)之間以及環(huán)與鐵芯齒面之間的絕緣作用。為了提高磁性套筒與鐵芯結(jié)合的可靠性，光靠粘接的方法是不夠的，大、中型電機適用的有以下兩種方法提高可靠性1、采用焊接(如電阻焊)的方法將磁性套筒與鐵芯焊接為一個整體；2、采用帶固定齒的磁性套筒，圖4中的帶齒磁性套筒8是由一組帶固定齒7的磁性套圈6組成的，在磁性套圈1上焊上固定齒7就成了磁性套圈6，裝配時，按照圖5的位置將固定齒7插在槽口4中，涂上粘接劑，然后插入非磁性槽楔F將固定齒7壓住粘牢如9，使帶固定齒的磁性套筒8與鐵芯5實現(xiàn)可靠的結(jié)合。(在薄磁楔說明中，圖5中的F表示為薄磁楔。)磁性套筒的幾種基本結(jié)構(gòu)和工藝如下先描述一種最基本的結(jié)構(gòu)，圖1的磁性套筒2是由一組磁性套圈1組成，磁性套圈1是一個由用鐵磁性材料(如硅鋼)制成的圓環(huán)。先預制一種厚d寬K的鐵磁長條(當然，圓截面和其它截面的硅鋼絲也在保護之列)，然后按所需長度剪切、焊接成環(huán)。圓環(huán)的厚度d應由實驗確定。厚度d的估算公式為d=G*Bδ*(T-2*e)／(2*Bs)。對小型電機而言，環(huán)的厚度應該比較薄，可以采用現(xiàn)有硅鋼片的厚度(如0．35mm或0．5mm)，將硅鋼片剪切成長條以后再焊接成環(huán)。對于槽口寬度大的電機則需要定制成厚的(如0．5mm-8mm)硅鋼條，寬度K控制在20mm以下為好，再焊接成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間絕緣。從電機性能的角度看，環(huán)寬度越小越好，應不大于定子的鐵芯齒寬的一半比較合理，以免環(huán)面的渦流太大，當然，如果強調(diào)工藝性的話，寬一些也可以，只是它的渦流損耗偏大一些。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的槽口磁蓋的結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是采用帶固定齒7的磁性套筒8以保證磁性套筒與鐵芯的可靠結(jié)合。對大、中型電機而言，適用的是圖4的帶固定齒7的磁性套筒8。制造固定齒的方法多種多樣，焊接是一種好方法。如圖6、圖7例舉了兩種磁性套筒形成帶固定齒7的方法，方法一(圖6)在光滑磁性套圈1的基礎上按照鐵芯齒距焊接固定齒7，可以是一段金屬12焊成兩個齒呈一個U形成為兩個齒，也可以焊成一個齒7，11為固定齒7上的固定鉤，它使固定齒7在槽口的抗拉固定效果更好，圖6中只畫出一個齒上有固定鉤11，當然是每個固定齒上都可以做固定鉤11，也可以不做。14是焊點。方法二(圖7)用許多小段鐵磁片13按照鐵芯齒距焊接成(圖4中)帶固定齒7的磁性套圈6，14是焊點，每個鐵磁片13留出一節(jié)7作為固定齒。磁性套圈6的固定齒7的制造方法可以是任何焊接方法，電阻焊比較經(jīng)濟。當然也可以用其他的成型方法。固定齒不一定每個槽口都要。圖1中的光滑磁性套筒也可以直接焊接在鐵芯上，使鐵芯槽口閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是薄磁楔的槽口導磁層鐵磁片采用了左右分斷結(jié)構(gòu)，即在圓周方向分斷(參見圖5，從圖5的方向看，槽楔F的鐵磁片分斷為左右兩部分或多部分。槽楔F的放大圖就是圖8，左右分斷就是在寬度T的方向分斷)，然后采用絕緣拼接結(jié)合而成，以下簡稱左右分斷式。采用左右分斷式鐵磁片以保證薄磁楔不會引起左右兩邊的鐵芯齒短路。圖8為左右分斷式薄磁楔整裝圖，槽楔由左右兩部分結(jié)合而成，所有附圖中粗黑線為鐵磁片的截面，左部分的鐵磁片底部為17，右部分的鐵磁片底部為18。槽口導磁層根部28(圖8、圖19)的鐵磁片總厚度等于d。左右兩部分鐵磁片采用絕緣拼接，其結(jié)合部為Ay(圖8中的結(jié)合面Ay廣義地表示了后面附圖各種左右絕緣拼接類型的結(jié)合面A1-A16)，在結(jié)合部Ay采取絕緣措施，使左右鐵磁片絕緣，即使薄磁楔鐵磁片側(cè)邊16與(圖5)鐵芯齒5之間絕緣不可靠，也由于結(jié)合面Ay的絕緣而保證了避免相鄰兩齒由于使用薄磁楔而產(chǎn)生短路，以防止產(chǎn)生大渦流。兩塊鐵磁片在結(jié)合部Ay可以是互相緊貼式，也可以是互相離開一點距離的間隙式，在互相結(jié)合的面與面之間被樹脂層隔開以減少漏磁。15為固定鉤，30為樹脂填料(薄磁楔中都應該有樹脂填料30，但在以后的薄磁楔附圖中都沒將樹脂填料30畫出)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是槽口導磁層由單層鐵磁片或單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成，其底部鐵磁片17和18的底面(即靠氣隙的一面)平行于氣隙圓柱面，形成左右分斷式結(jié)構(gòu)薄磁楔。分斷的鐵磁片采用絕緣拼接(即在絕緣前提下互相拼接)的結(jié)構(gòu)和方法。在絕緣前提下，采用增加薄磁楔強度的措施將分斷的鐵磁片結(jié)合成一個有足夠機械強度的整體。圖8的薄磁楔代表了圖9至圖19的左右分斷類薄磁楔的總裝圖，將其左邊的鐵磁片17和右邊的鐵磁片18構(gòu)件采用絕緣拼接，并加注樹脂填料30，成為一個薄磁楔整體。這一類薄磁楔可以是單層鐵磁片構(gòu)成的槽口導磁層，也可以是馬鞍形槽口導磁層，馬鞍形槽口導磁層有兩種結(jié)構(gòu)(圖19)①由底層鐵磁片17和18疊加上數(shù)層附加鐵磁片29，附加鐵磁片靠緊根部，下面的附加鐵磁片寬，越往上面的越窄，形成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形槽口導磁層。②還可以是將鐵磁片做成根部厚往中部逐漸變薄的馬鞍形狀。圖9至圖18的槽口導磁層只畫了單層鐵磁片，其實都可以是馬鞍形槽口導磁層。不管是哪種槽口導磁層，其根部28的鐵磁片總厚度等于d，鐵磁片17和18兩者在結(jié)合部Ay處結(jié)合，結(jié)合部16為薄磁楔鐵磁片的側(cè)邊，15為固定齒(用以加強鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合強度)，這類薄磁楔都有一個結(jié)合部Ay，為保證拼接和粘接的可靠性，不但要對結(jié)合部Ay進行絕緣處理和粘接，而且應該對結(jié)合部Ay采用可以加強拼接和粘接效果的預備措施，其措施不勝枚舉，如粗糙化處理、咬扣(圖16)、穿孔扣(圖12)、交錯咬合(圖13、圖10)、搭接(圖11)、嵌套(圖17-圖20)、固定齒(圖19)和圖9中的一些措施，如開窗口、制造連接齒、采用連通孔，(這些措施將給予詳細說明)，用以上措施配合粘接就可以實現(xiàn)結(jié)合部Ay的可靠拼接和粘接。以上拼接措施的特點就是可以保證兩個拼接件之間的絕緣，所以以下統(tǒng)稱為絕緣拼接，方法不勝枚舉，僅舉數(shù)種。圖9-圖19表示的薄磁楔都是單層鐵磁片或單層鐵磁片疊加上附加鐵磁片構(gòu)成的左右分斷式絕緣。由于繪圖困難，有幾點說明①僅畫出單層鐵磁片槽口導磁層，其實必須包括兩種馬鞍形槽口導磁層。②在鐵磁片和附加鐵磁片上做一些固定齒或穿孔扣，加強結(jié)合強度。這一類薄磁楔由左右兩塊鐵磁片構(gòu)件拼接和粘接而成，每個鐵磁片構(gòu)件之間絕緣，所以保證了插入薄磁楔以后不會使鐵芯內(nèi)圓產(chǎn)生大渦流。加上薄磁楔兩個斜面16的外層涂上絕緣層與鐵芯之間絕緣，就能夠更加可靠地避免大渦流。圖9的左右鐵磁片呈U形，結(jié)合部A1由兩個鐵磁片的垂直結(jié)合面A1粘接而成。為了保證結(jié)合部的粘接強度，采用以下措施配合使用在兩個粘接面開連接窗口19和制造連接齒20、21、22、23、24、25，連接齒插到對方的窗口中以加強連接強度。連接齒的位置和形狀可以任意，可以是毛刺20、21，毛刺20嵌套在21中，也可以是平行于底邊的窗葉狀22和24，是垂直于底邊的窗葉狀23和25以及其它角度和形狀的連接齒。當然，窗口可以演變成純粹是開一些對應的孔19，樹脂貫通左右鐵磁片，可以加強結(jié)合強度；15是結(jié)合面A上和薄磁楔鐵磁片的側(cè)邊16上的固定鉤，只畫了一邊，兩邊都可以做。圖10是交錯式粘合面的薄磁楔。圖10中，左右鐵磁片的交錯結(jié)合齒26有幾段齒向左傾斜，另幾段齒向右傾斜。以加強粘接面A2粘接左右兩部分的強度。圖11是交錯式固定齒的薄磁楔。鐵磁片17和18在結(jié)合部A3處有許多固定齒27，互相伸到對方的鐵磁片上方，形成交錯的固定齒的局面，加強了結(jié)合部A3的強度以及鐵磁片與樹脂材料基體的結(jié)合強度。圖12a是穿孔扣拼接的槽口導磁層，左邊的鐵磁片底邊17上制作一些扣齒32、33，右邊的鐵磁片底邊18上制作一些扣眼31，底邊17的扣齒32和33穿過底邊18的扣眼31后再向兩邊倒彎，將左右兩邊鐵磁片扣接到一起，形成穿孔扣的結(jié)合部A4，即成為圖12結(jié)構(gòu)的薄磁楔。當17和18重疊較多時，該結(jié)構(gòu)的槽口導磁層由單層變成雙層的。圖12a省略掉穿孔扣就演變成圖12b采用上下重疊方式的槽口導磁層，上面的槽口導磁層18與下面的槽口導磁層17粘接面A4較窄時是單層槽口導磁層，粘接面A4較寬時演變成雙層槽口導磁層。圖13為交錯咬合式拼接，兩邊的鐵磁片做一些交錯的咬合齒34、35，左右兩邊鐵磁片的咬合齒互相上下交錯。右邊的鐵磁片底邊18上的咬合齒34位于左邊的鐵磁片底邊17上的咬合齒的上面，結(jié)合面為A5，這部分的截面圖為圖14；左邊的鐵磁片底邊17上的咬合齒35位于右邊的鐵磁片底邊18上的咬合齒的上面，結(jié)合面為A6，這部分的截面圖為圖15。圖14和圖15中，咬合齒34、35上面還有一個固定齒36，使鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合更可靠。圖13中沒有固定齒36是因為不好畫。還有，許多圖中，左邊的鐵磁片上有固定齒15而右邊的鐵磁片上沒有，也是因為不好畫，其實都應該做固定齒。圖13中的咬合齒34往上翹一個角度，離開被壓的17上的咬合齒，同樣，咬合齒35往上翹一個角度，離開被壓的18上的咬合齒，鐵磁片底邊17和18之間就離開了一小段距離，成為有間隙的結(jié)合部。圖16的結(jié)合部A7是由左右鐵磁片的扣邊37和38咬扣而成，非常牢靠。圖17和圖18實際上就是圖16的咬扣式薄磁楔的變形，將扣邊37和38做成不同的扣接方式。實際上也可以看成演變成了向嵌套方式轉(zhuǎn)變，37為凸邊，38為凹邊。A8、A9為各種不同形狀和不同部位(根部或中部)的結(jié)合面，這是無法窮舉的。圖19的左右鐵磁片在結(jié)合部A10處有一小段間隙形成大磁阻，減少齒間漏磁。其馬鞍形槽口導磁層有兩種結(jié)構(gòu)①由底層鐵磁片17和18疊加上數(shù)層附加鐵磁片29，附加鐵磁片靠緊根部，附加鐵磁片寬度W2＜W1＜T／2，長度=L，即下面的附加鐵磁片寬，越往上面的越窄，形成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形槽口導磁層。②還可以是將鐵磁片做成根部厚而往中部逐漸變薄的馬鞍形狀。其根部28的鐵磁片總厚度等于d。附加鐵磁片可以是多層。在槽口導磁層中部，鐵磁片17和18做一些固定齒15。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是薄磁楔從單層鐵磁片類向多層鐵磁片結(jié)構(gòu)和復合鐵磁片演變的絕緣拼接的結(jié)構(gòu)和方法，方法不勝枚舉，僅舉數(shù)種。圖12a、圖12b和圖13的薄磁楔結(jié)構(gòu)中，槽口導磁層部分的鐵磁片重疊部分越多就越等效于雙層鐵磁片的槽口導磁層。圖20是圖19演變而來的多片結(jié)構(gòu)的槽口導磁層。中間的鐵磁片39一邊為凹一邊為凸，嵌套在凸邊37和凹邊38之中。圖20進一步演變成為圖21的嵌套式槽口導磁層。圖21中的嵌套條由凸邊40和凹邊41構(gòu)成(分解圖為圖22)，成為4層鐵磁片厚的槽口導磁層，槽口導磁層厚度為d。圖18的槽口導磁層進一步演變成為圖23的嵌套式結(jié)構(gòu)。凸邊為43，凹邊為42，凹凸邊呈燕尾槽式結(jié)構(gòu)，嵌套后保證了高的結(jié)合強度。圖23進一步演變成為圖24的多片式結(jié)構(gòu)，同樣是凸邊為43，凹邊為42，槽口導磁層成了復合式結(jié)構(gòu)，厚度都為d。當圖23的嵌套復合式槽口導磁層的每個元件將凹凸槽省掉，成為一組圖25結(jié)構(gòu)的鐵磁體片44粘接而成的復合式槽口導磁層，厚度仍為d。為了提高鐵磁片44與樹脂基體的結(jié)合可靠性，(圖26中)鐵磁片44上預制一些固定齒45和46，45和46制作在44上的不同位置，圖25中的黑點45和46表示了固定齒在不同的位置，A15為結(jié)合面。圖25的復合式槽口導磁層演變成圖27的高鐵磁片48和矮鐵磁片47交錯式的疊片組成的復合槽口導磁層，結(jié)合面為A16厚度為d。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是薄磁楔在沿轉(zhuǎn)軸的方向分斷式(即將薄磁楔的鐵磁片在長度L方向分成數(shù)段)絕緣結(jié)構(gòu)和方法，避免形成大回路，以防止產(chǎn)生大渦流。圖28的薄磁楔的鐵磁片是縱向(即電機的軸向)分斷，實際上就是由圖4的帶固定齒的磁性套筒8演變而來。49是鐵磁片之間的結(jié)合縫，可以是地板磚似的一塊緊靠一塊的靠緊粘接，也可以是蓋瓦似的互相疊壓一段，每片之間互相粘接和絕緣。將每塊鐵磁片在縱向縮短，在槽口導磁層厚度d的方向增加，就成為圖29的縱向疊片式的復合槽口導磁層。50為疊片粘接部，51為固定齒，類似圖26中的固定齒45和46的固定齒。左右分斷和縱向分斷的復合使用當然是應該保護的可行的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是薄磁楔的包裹式絕緣結(jié)構(gòu)和方法，以防止產(chǎn)生大渦流。薄磁楔還可以由一個鐵磁片構(gòu)件做成，如圖30是用硅鋼片加工成的最簡單的薄磁楔結(jié)構(gòu)，加入樹脂填料即成。17為槽口導磁層，16為槽楔梯形的兩個側(cè)面，該結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是缺點很明顯，那就是只要側(cè)面16與鐵芯齒短路，則會產(chǎn)生大回路的渦流，所以要特別注意側(cè)面16與鐵芯的絕緣層可靠性。將圖30的薄磁楔鐵磁片側(cè)邊16向內(nèi)收縮，外層被樹脂材料53給包裹起來，形成絕緣層與鐵芯絕緣的圖31的結(jié)構(gòu)槽口導磁層也可以疊加一些附加鐵磁片以形成馬鞍形，還可以在其鐵磁片向上方?jīng)_壓一些齒作為固定齒15，加強鐵磁片與樹脂基體的結(jié)合可靠性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是由于加上槽口磁蓋后會對電機的電磁特性產(chǎn)生有利影響，所以可以對電機的結(jié)構(gòu)重新進行優(yōu)化設計，對電機性能產(chǎn)生有意的影響。電機設計中，采用斜槽設計和定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比的設計以及較多的槽數(shù)設計的目的是抑制齒諧波，由于槽口磁蓋抑制了齒諧波，所以電機的斜槽設計和定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比的設計以及較多的槽數(shù)設計就可以重新考慮，只要充分的抑制了齒諧波，就可以減小斜槽角度或取消斜槽；使定轉(zhuǎn)子槽數(shù)比接近于或等于1；適當?shù)販p小氣隙；從而減小損耗，提高發(fā)電機和電動機的效率和容量?？梢韵鄳販p少槽數(shù)而簡化工藝；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽口磁蓋式電機結(jié)構(gòu)，其進一步的特征是由于加上槽口磁蓋后會對電機的電磁特性產(chǎn)生有利影響，所以可以對電機的結(jié)構(gòu)重新進行優(yōu)化設計，對電機結(jié)構(gòu)和工藝產(chǎn)生有益的影響。對半閉口槽和半開口槽的電機而言，可以全部改變設計成為開口槽，有利于嵌線、提高槽滿率和嵌線質(zhì)量。電機設計中，增加槽數(shù)是抑制齒諧波的措施之一，而槽口磁蓋抑制了齒諧波，則對槽數(shù)多的電機而言可以相應地減少槽數(shù)而簡化工藝。磁性套筒實際上是一層鋼套，對小型電機而言，磁性套筒的強度可以起到阻止槽內(nèi)線圈跑出槽口的作用，所以可以減薄槽楔甚至取消槽楔。
全文摘要
本發(fā)明屬于電機結(jié)構(gòu)和制造方面的發(fā)明,其特征是將電機鐵芯5做成開口槽,嵌好線3以后再裝上槽口磁蓋,將開口槽4封閉成閉口槽。槽口磁蓋由鐵磁性或亞鐵磁性材料做成,有磁性套筒和薄磁楔兩類結(jié)構(gòu)。摘要附圖中的6為槽口磁蓋的帶固定齒7的磁性套筒,由槽楔9將固定齒7卡住。F為薄磁楔。它們都用硅鋼片制作而成。具有抑制齒諧波效果好、齒間無效漏磁通小的優(yōu)點,在提高效率的同時還可以提高帶負載能力。
文檔編號H02K3/48GK1281281SQ9911548
公開日2001年1月24日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月19日
發(fā)明者陳啟星 申請人:陳啟星