制造电机定转子铁芯零件的现代冲压技术

电机定转子铁芯零件的现代冲压技术

邓卫国

( 常州机电职业技术学院江苏常州213022 )

[摘要]：介绍在制造电机定转子铁芯零件方面采用高精度、高效率、高寿命模具的现代冲压技术，配合高速冲床，实现高速自动化作业，提高了冲制铁芯零件的尺寸精度和生产效率，在大批量制造电机定转子铁芯零件方面有着非常现实的意义。

[关键词]：定子铁芯转子铁芯自动叠片带回转和扭斜自动冲压高速精密级进模

Modern Stamping Technology Into The Motor Lamination

DengWeiGuo

( Tempel (Changzhou) Precision Metal Products Co., Limited Jiangsu Changzhou 213022 ) Abstract

This thesis introduces the modern stamping technology on producing the motor laminations, utilizing the dies with high precision, great efficiency and long life, the high speed presses, which has realized high-speed automatization, increased the precision and efficiency of the motor lamination parts, and the technology plays a practical action during volume-producing the motor lamination parts.

Keywords:stator stack lam rotor stack lam auto-lamination indexing and skew auto-pressing high-speed precision progressive die

1．引言

现代冲压技术是集设备、模具、材料和工艺等多种技术于一体的高新技术。高速冲压技术是近20年发展起来的先进成形加工技术。电机定转子铁芯零件的现代冲压技术是用高精度、高效率、长寿命、集各工序于一副模具的多工位级进模在高速冲床上进行自动化冲制，其冲制过程是冲制条料从卷料上出来后，先经过校平机进行校平，再通过自动送料装置进行自动送料，然后条料进入模具，可以连续完成冲裁、成形、精整、切边、铁芯自动叠片、带扭斜叠片落料、带回转叠片落料等工序的冲制，到铁芯零件成品从模具中输送出来，整个冲

图1 高速冲床冲制过程

制过程都是在高速冲床上自动完成的，如图1所示。随着电机制造工艺不断发展，现代冲压技术引用到制造电机铁芯方面的工艺方法，现在越来越多地被制造电机厂家所接受，制造电机铁芯的加工手段也越来越先进。在国外，一般先进制造电机厂家，都采用现代冲压技术来

冲制铁芯零件。在国内，用现代冲压技术来冲制铁芯零件的加工方法正在进一步发展起来，

而且这项高新制造技术日趋成熟，在电机制造行业中，这项制造电机工艺的优势已被许多制造电机厂家所重视。用现代冲压技术来冲制铁芯零件与原来用普通模具及设备冲制铁芯零件

相比较，具有冲制铁芯零件自动化程度高、尺寸精度高、模具使用寿命长等特点，适合于冲制件的大批量生产。由于多工位级进模是集众多加工工艺于一副模具上的冲制，减少了电机的制造工序过程，提高了制造电机的生产效率。

2．现代高速冲压设备

现代高速冲压的精密模具离不开高速冲床的配合，目前国内外现代冲压技术的发展趋势是单机自动化、机械化、自动送料、自动卸料、自动出成品，高速冲压技术目前在国内外得到了普遍发展。电机定转子铁芯级进模的冲压速度一般为200～400次/min,多半是在中速冲压范围之内进行工作的。冲制电机定转子铁芯带自动叠片的精密级进模对高速精密冲床技术要求是，冲床的滑块在下死点精度要求较高，因为影响到定转子冲片在模具內自动叠片形成铁芯过程的质量问题。现在精密冲压设备正在向着高速度、高精度、稳定性好的方向发展，特别是近年来精密高速冲床发展很快，在提高冲制件生产效率方面发挥了重大的作用。高速精密冲床在设计结构方面比较先进，制造精度又高，适合于多工位硬质合金级进模的高速冲压，可以大大提高级进模的使用寿命。级进模所冲制材料是卷料形式，因此现代冲压设备都带有开卷机、矫平机等辅助装置，自动送料装置有：辊式、凸轮、机械无级调节式、齿轮式、数控无级调节式送料机等结构形式，分别与相适应的现代冲压设备配套使用。由于现代冲压设备的自动化冲制程度高，且速度快，为充分保证模具在冲制过程中的安全性，现代冲压设备都配备有在发生失误情况下的电气控制系统，如模具在冲制过程中发生故障情况，则失误信号就会立即传送到电气控制系统，电器控制系统就会发出信号使冲床立即停止工作。目前用于冲制电机定转子铁芯零件方面的现代冲压设备主要有：日本有：AIDA高速冲床、DOBBY 高速冲床、ISIS高速冲床，美国有：MINSTER高速冲床，台湾有：瑛瑜高速冲床等。这些精密高速冲床，具有高的送料精度、冲压精度和机器的刚度、可靠的机器安全系统，其冲压速度一般多在200～600次/min范围，适合于冲制电机定转子铁芯的自动叠片和带扭斜、回转自动叠铆片的结构零件。

3．电机定转子铁芯的现代冲模技术

3.1 电机定转子铁芯级进模概述

在电机行业中，定、转子铁芯是电机上的重要零部件之一，它的质量好坏直接影响到电机的技术性能。传统制作铁芯方法是用一般普通模具冲制出定、转子冲片(散片),经过齐片，再用铆钉铆接、扣片或氩弧焊等工艺过程制成铁芯，对于交流电机转子铁芯还需用手工进行扭转出斜槽，步进电机要求定、转子铁芯磁性能和厚度方向均匀，定子铁芯和转子铁芯冲片之间分别要求旋转一定的角度，如用传统方法制作，效率低，精度很难达到技术要求。现在随着高速冲压技术的迅速发展，在电机、电器等领域，已广泛采用高速冲压多工位级进模制造自动叠片式的结构铁芯，其中定、转子铁芯还可以带扭转叠斜槽、冲片之间带大角度回转叠铆结构等，与普通冲模相比，多工位级进模具有冲制精度高、生产效率高、使用寿命长、所冲制铁芯尺寸精度一致性好、容易实现自动化、适合大批量生产等优点，是电机行业精密模具发展的方向。定、转子自动叠铆级进模具有制造精度高、结构先进、带有技术性要求高的回转机构、计数分离机构及安全机构等，铁芯自动叠铆、转子带扭斜叠铆、大角度回转叠铆的冲制工步都是放在定、转子冲片落料工位上完成的。级进模上的主要零件凸模、凹模都采用硬质合金材料，每磨一次刃口可冲150万次以上，模具总寿命在1.2亿次以上。

3.2电机定转子铁芯自动叠铆技术

级进模上带自动叠铆技术就是要把原来传统制作铁芯的工艺过程（冲出散片－齐片－铆合）放在一副模具内完成，即在级进模的基础上增加了新的冲压工艺技术，除了冲定、转子上的轴孔、槽孔等冲片形状要求外，增设了定、转子铁芯叠铆需要的叠铆点及起叠铆点分离作用的计数孔的冲压工位，并将原来定、转子的落料工位改变成先起落料作用，然后使各冲

片再形成叠铆过程和叠片计数分离过程（以确保铁芯厚度）的叠铆工位，如定、转子铁芯需要带扭转、回转叠铆功能的，在级进模转子或定子落料工位的下模上要带有扭转机构或回转机构，由叠铆点在冲片上不断改变或转动位置而实现这一功能的，从而满足在一副模具内自动完成冲片的叠铆和回转叠铆的技术要求。

3.2.1 铁芯自动叠片形成的过程是：在定、转子冲片适当部位上冲出一定几何形状的叠铆点，叠铆点的形式如图2所示，上部是凹陷形孔，下部是凸起的，然后将同一名义尺寸的上 一冲片凸起部分嵌入到下一冲片的凹陷形孔时，在模具中落料凹模收紧圈内自然形成“过盈”，达到紧固连接的目的，如图3所示。在模具内铁芯形成的过程是，在冲片落料工位上使上一 片叠铆点的凸起部位正确地与下面一片的叠铆点凹形孔部位重合在一起，当上面一片受到落料凸模压力作用时，下面一片借助其外形与凹模壁摩擦所产生的反作用力使两片产生叠铆。

这样，通过高速自动冲床连续不断的冲制，就可以得到一片挨着一片排列、毛刺是同一方向而且具有一定叠厚的整齐铁芯。

3.2.2 铁芯叠片厚度的控制方法是，在铁芯预定的片数时，把最后一片冲片上的叠铆点冲穿，使铁芯按预定的片数分离，如图4所示。在模具结构上设置有自动叠片计数分离装置，如图5所示。在计数凸模上面有一个抽板机构，抽板由气缸带动，气缸动作由电磁阀控制，电磁阀根据控制箱发出的指令而动作。冲床每一次行程信号都输入到控制箱里，当冲到所设定片数时，控制箱会发出信号，通过电磁阀和气缸，使抽板动作，从而使计数凸模达到计数分离的目的，即在冲片的叠铆点上达到计量孔被冲穿和不冲计量孔的目的。铁芯的叠片厚度可以自行设定。另外，有的转子铁芯的轴孔因支承结构的需要，要求冲制成有2段或3段台肩沉孔，如图6所示，级进模上要同时完成冲制这种有台肩孔工序要求的铁芯，可采用上述相类似的结构原理，模具结构如图7所示。

3.2.3 铁芯叠铆结构形式有两种：第一种是密叠式，即叠铆成组的铁芯不需要在模具外再加压，出模即可达到铁芯叠铆的结合力。第二种是半密叠式，出模时已叠铆的铁芯冲片之间有间隙，还需要再加压才能保证结合力。

3.2.4 铁芯叠铆的设置及数量的确定：铁芯叠铆点位置的选择应根据冲片的几何形状确定，同时考虑到电机的电磁性能及使用要求，模具上应考虑叠铆点的凸模、凹模镶块位置是否有干涉现象及落料凸模相应叠铆顶杆孔位置离边上距离的强度问题。叠铆点在铁芯上分布应对称和均匀，叠铆点的数量及大小应根据铁芯冲片之间要求的结合力大小来确定，同时必须考虑到模具的制造工艺性。如铁芯冲片之间带有大角度回转叠铆的，还要考虑叠铆点的等分要求等。如图8所示。

3.2.5 铁芯叠铆点的几何形状有：（a ）圆柱形叠铆点，适用于铁芯的密叠式结构；（b ）V 型叠铆点，该叠铆点的特点是铁芯冲片之间的连接强度大，适用于铁芯的密叠式结构和半密叠式结构；（c ）L 型叠铆点，该叠铆点形状一般用于交流电机转子铁芯的扭斜叠铆，适用于铁芯的密叠式结构；（d ）梯形叠铆点，该叠铆点有园梯形和长梯形叠铆点结构之分，两者都适用于铁芯的密叠式结构，如图9所示。

3.2.6 叠铆点的过盈量：铁芯叠铆的结合力大小与叠铆点的过盈量有关，如图10所示，叠铆点凸台的外径D 与内经d 的尺寸差（即过盈量），由冲制叠铆点凸模与凹模的刃口间隙确定，所以选取合适的间隙是保证铁芯叠铆强度以及叠铆难易程度情况的一个重要部分。

3.3电机定转子铁芯自动叠铆的装配方法

3.3.1 直接叠铆：在一副级进模的转子 落料或者定子落料工步上，将冲片直接冲入落料凹模之中，当冲片叠压于凹模和凹模下面的收紧圈内时，靠每一冲片上的叠铆凸出部位使各冲片固定在一起。

3.3.2 带扭斜叠铆：铁芯上每一冲片之间要旋转一个小角度再叠铆，这种叠铆方法一般多用于交流电机的转子铁芯上。其冲制过程是，冲床每冲一次后（即冲片冲入落料凹模之内后），在级进模的转子落料工步上，由转子落料凹模、收紧圈和回转套组成的回转装置旋转一个小角度，旋转量可以改变和调整，即冲片冲下后，就被叠铆在该铁芯上，接着回转装置内的铁芯再旋转一个小角度。这样冲制出的铁芯即带叠铆又带扭转，如图11所示。带动模具内回转装置转动的结构形式有二种；一是由步进电机带动的转动结构形式，如图12所示。二是由模具上模的上下运动所带动的转动（即机械式扭转机构），如图13所示。

3.3.3带回转叠铆：铁芯上每一冲片之间要转动一个规

定的角度（一般为大角度）再叠铆，冲片之间转动的

角度一般有45°、60°、72°、90°、120°、180°

等大角度回转形式， 这种叠铆方法可以补偿由于冲制

材料厚度不均匀引起的叠层积累误差和改善电机磁性

能的特性。其冲制过程是，冲床每冲一次后（即冲片

冲入落料凹模之内后），在级进模的落料工步上，由落

图12 步进电机带动扭转机构

料凹模、收紧圈和回转套组成的回转装置转

动规定的一个角度，每次转动的规定角度要

精确。即冲片冲下后，就被叠铆在该铁芯上，

接着回转装置内的铁芯再转动规定的角度。

这里回转是以每一冲片铆点数为基础的冲

制过程。带动模具内回转装置转动的结构形

式有二种；一是由高速冲床曲轴运动所输送

出来的转动，通过万向节、连接法兰和联轴

器等带动回转驱动装置，然后回转驱动装置

带动模具内的回转装置转动。如图14所示。

二是由伺服电机带动的转动（需配备

专用电器控制器），如图15所示。一副级进 模上的带回转形式可以是单回转形式，也可

以是双回转形式，甚至是多回转形式，它们之间回转的角度可以相同也可以不同。

3.3.4 带回转扭斜叠铆：铁芯上每一冲片之间要转动一个规定的角度再加上一个扭斜小角度（一般为大角度＋小角度）再叠铆，这种叠铆方法用于铁芯落料外形是圆形的形状，大回转用于补偿由于冲制材料厚度不均匀引起的叠层积累误差，小的扭转角度是交流电机铁芯性能所需要的转动。其冲制过程与前面的冲制过程相同，不同的形式是转动角度大而且不是整数。目前带动模具内回转装置转动的常用结构形式是用伺服电机带动的（需配备专用电器控制器）。

3.4 扭转和回转运动的实现过程

级进模在高速冲载过程中，冲床的滑块在下死点时，凸模和凹模之间是不允许有转动现象的，所以扭转机构、回转机构的旋转动作必须是间断运动，而且要与冲床滑块的上下运动相协调。具体要求实现转动过程是：在冲床滑块每一次行程中，滑块在曲轴转至240o～60o范围內，回转机构发生转动，在其它角度范围內处于静止状态，如图16所示。其回转范围设定的方法：如采用回转驱动装置带动的转动，调整范围就在该装置上进行设置的；如采用电机带动的转动，就在电器控制器上进行设定或

者通过感应接触器进行调整接触范围；如采用

机械式带动的转动，则通过杠杆转动的范围进

行调整。

3.5 回转安全机构

由于级进模在高速冲床上进行冲制，对

于带大角度回转模具结构，如果定、转子冲片

落料外形不是圆形，而是方形或带有齿形等异

形的形状时，为保证每次落料凹模回转停留的

位置正确无误，确保落料凸模和凹模零件的安

全，在级进模上必须设置有回转安全机构。回

转安全机构的形式有：机械安全机构和电器安

全机构。

3.6 电机定转子铁芯现代冲模的

结构特点

电机定转子铁芯级进模的主要结构特点有：1.

模具采用双导向结构，即上下模座靠四根

以上大的滚珠式导柱导向，各卸料装置与上下模座有四根小导柱导正，保证模具有可靠的导向精度；2. 从方便制造、检测、维修、装配上的技术考虑，模具板料采用较多拼块式结构和组合式结构；3. 除了有级进模的常用结构如步距导正系统、卸料系统（由卸料板主体和分体式卸料板组成）、导料系统和安全系统（误送检测装置）外，有电机铁芯级进模特殊的结构：如铁芯自动叠片的计数分离装置（即抽板结构装置）、冲制铁芯叠铆点结构及铁芯落料叠铆点顶杆结构、冲片落料再叠铆的收紧结构、扭转或回转装置、大回转的安全装置等；4. 由于级进模主要零件凸模与凹模材料常用硬质合金，从加工特点和材料的价格因素方面考虑，凸模采用压板式固定形式结构、凹模采用镶拼式结构形式，便于装配和更换。

4.电机定转子铁芯现代冲模技术的现状及发展

电机定转子铁芯自动叠片技术在70年代由美国、日本最早提出并研制成功，从而使电机铁芯的制造技术取得了突破性的进展，给高精度的铁芯自动化生产开辟了新路。我国研制这项级进模技术是从80年代中期开始的，最早是通过对引进模具的技术消化、吸收得到的实践经验，到后来自主研制这类模具，都有了较快的发展，并在国产化方面取得了可喜的成果，从原来靠引进这类模具，到我们自己能研制这类高档精密模具，提高了电机行业精密模具的技术水平。特别是最近10年，随着我国精密模具制造工业的快速发展，现代冲模作为特殊的工艺装备，在现代制造业中越来越重要。电机定转子铁芯现代冲模技术也得到了全面、迅速的发展，最早只能在少数几家国营企业能够设计制造，发展到现在能够设计制造这类模具企业已有许多家，而且研制这类精密模具技术水平日趋成熟，并已开始出口到国外，加快了我国现代高速冲压技术的发展。

目前，我国电机定转子铁芯现代冲模技术主要体现在以下几个方面，其设计制造水平已接近国外同类模具的技术水平：1. 电机定转子铁芯级进模的整体结构（包括双导向装置、卸料装置、导料装置、步距导向装置、限位装置、安全检测装置等）；2. 铁芯叠铆点结构形式；

3. 级进模上带自动叠铆技术、带扭斜、回转技术；

4. 冲制出铁芯的尺寸精度和铁芯牢度；

5. 级进模上主要零件的制造精度、镶拼精度；

6. 模具上选用标准件零件程度；

7. 模具上主要零件材料的选用；

8. 模具主要零件的加工设备。

随着电机品种的不断发展、创新和装配工艺的更新，对电机铁芯的精度要求越来越高，这对电机铁芯级进模提出了更高的技术要求，其发展趋势是：1. 模具结构的创新应成为电机定转子铁芯现代冲模技术发展的主旋律；2. 模具整体水平向超高精密和更高技术方向发展；

3. 电机定转子铁芯带大回转加扭斜叠铆技术的创新发展；

4. 电机定转子铁芯冲模向多排样、无搭边、少搭边冲压技术方向发展；

5. 随着高速精密冲床技术的不断发展，模具应适合更高冲压速度的需要。

5．结束语

用现代冲压技术来制造电机的定转子铁芯，可使电机制造技术水平得到很大的提高，特别是在汽车电机、精密步进电机、小型精密直流电机和交流电机等方面，不仅保证了这些电机的高技术性能，而且适合于大批量生产的需要。现在，国内设计制造电机定转子铁芯级进模的厂家逐步发展起来，其设计制造技术水平正在不断提高，虽然生产这类模具所使用的设备水平与国外基本相同，但应看到我们这类模具在设计制造技术水平方面与国外同类模具存在的差距，为提高我国模具在国际市场上的竞争力，必须重视和面对这个差距。另外，还必须看到，设计制造电机定转子铁芯的现代冲模除了必须有现代模具制造设备即精密加工机床来保证外，还必须有一批实际经验丰富的设计和制造人员，这是制造精密模具的关键所在。随着制造业的国际化，我国模具行业正在迅速与国际接轨，提高模具产品专业化是模具制造行业发展的必然趋势，特别是在现代冲压技术迅速发展的今天，电机定转子铁芯零件的现代冲压技术将得到广泛应用。

参考文献

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〔5〕张春水，祝俊昶.高效精密冲模设计与制造.西安电子科技大学出版社，1989

《驱动电机及控制技术》课程标准-电气自动化专业

《电机驱动技术》课程标准 一、课程基本信息 二、课程定位与作用 （一）课程定位 《电机驱动技术》课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以机电一体化相关工作任务为依据设置本课程。 （二）课程的作用 《电机驱动技术》课程是机电一体化专业必修的一门专业核心课程。是在电工电子、电力拖动等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 三、课程设计理念 《电机驱动技术》课程的设计以生产实际中的具体案例为主，其服务目标是以就业为导向，以能力为本位，以素质为基础。注重实用性，坚持以实为本，避开高深理论推导和内部电路的过细研究，适当降低理论教学的重心，删除与实际工作关系不大的繁冗计算，注重外部特性及连线技能，同时兼顾对学生素质、能力的培养，做到既为后续课程服务，又能直接服务于工程技术应用能力的培养。 四、课程目标 学生通过学习《电机驱动技术》课程，使学生能掌握机电设备常使用的几种电动机--直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用以及驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉电机调速、分析及控

制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 【知识目标】 掌握驱动电机的结构原理及应用，掌握功率变换器电路及其应用技术，驱动电机控制技术及新型电机的结构特点与选用。 【能力目标】 能对对驱动电机各种控制电路进行选择、应用和设计，能够准确描述各种电机控制技术的控制原理及特点，并针对不同电机选用不同的控制方式。 【素质目标】 能整体把握驱动电机及控制技术的应用及在日后的工作中解决实际问题。培养学生实事求是的作风和创新精神，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生一丝不苟的工作作风和良好的团队协作精神。 五、课程内容设计 根据学院对机电一体化专业人才培养方案的要求，结合就业岗位的技能需求，按照职业教育理念，本课程设计了三个教学项目，具体内容如下：

电机制造工艺

电机制造工艺 1、电机制造工艺的特征和电机制造工艺的内容 1.1电机制造工艺是机械制造工业中的一部分，和一般机械制造工艺比较，电机制造工艺具有 以下特征： 1.1.1电机产品种类繁多，每一品种又按照不同的容量' 电压、转速、安装方式、防护等级' 冷却方式及配用负载等，分为许多不同的形式和规格。 1.1.2电机各零部件之间除了有机械方面的联系外，还有磁' 电' 热等方面的相互作用，零部 件制造质量要求严格，个别零部件中的缺陷很容易影响产品不能正常运行，甚至报废。 1.1.3电机制造工艺内容比较复杂，除了一般机械制造中的机械加工工艺外，还有铁心、绕组 等零部件制造所特有的工艺，其中手工劳动量的比重相当大， 工件质量也较难稳定。 1.1.4电机制造所用的原材料，除一般金属结构材料外，还有导磁材料、导电材料、绝缘材 料，材料的品种规格多。 1.1.5电机制造中，使用非标准设备的数量相当多，所需的非标准工艺装备也较 多。 1.2电机制造工艺内容 1.21机加工工艺：包括转子加工、轴加工。 1.22铁芯制造工艺：包括磁极铁芯的冲片制造、冲片叠压。 123绕组制造工艺：包括线圈制造，绕组嵌装及其绝缘处理接）。 （包括短路环焊1?24鼠笼转子制造工艺：包括转子铁芯的叠压，转子压铸。 125电机装配工艺：包括支架组件的钏压，电机的主副定子钏压和装配等。在电机制造中，同样的设计结构和同一批原材料所制成的产品,其质量往往 有相差很大的现象（铁耗值相差可达40%，线圈绝缘耐压强度相差可达80%,电机的使用寿命相差好几倍。）其所以如此，除原材料、夕卜购件、夕卜协件 的因素外，一个重要的原因就是工艺不够完善或未认真按工艺规程加工。（如：转子铸铝、转子加工、支架钏压、定子短路环钏压等等）,在制造过程中所造成的缺 陷，不是零部件检查时容易发觉出来的，如果将有缺陷的零部件用到产品上去，就会造成产品质量下降和使用寿命降低。在当前电机品种的生产规模越来越大，自动化的程度越来越高，对所用电机的运行可靠性和质量稳

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电机定转子铁芯三拼式套冲自动叠铆级进模设计 邓卫国于波巢波 摘要：介绍在一副级进模上冲制出空调电机定子铁芯和转子铁芯，其中转子铁芯带扭斜自动叠铆，定子铁芯是由定子外形框架、定子极槽和定子极条三部分组合，在级进模上套冲而成，并带自动叠铆。重点介绍定子铁芯由三部分组合在级进模上套冲的排样方法和保证冲制出三部分定子铁芯之间高精度配合的技术要求。 关键词：定子铁芯套冲；微小间隙冲裁；自动叠铆；多工位级进模 1 前言 Φ95空调电机定转子铁芯是应用在空调电机室外机上的一个电机，属于常规的交流电机品种，需求量很大。原来电机定、转子铁芯的结构情况是:定子铁芯结构是整体式带自动叠铆，转子铁芯是带扭斜自动叠铆，见附图1，用级进模来冲制该电机的定、转子铁芯并带自动叠铆（转子铁芯带扭斜叠铆）的冲压技术已趋成熟。随着空调电机设计和制造技术的不断发展，为了提高空调电机的技术性能和电机的制作工艺上的需要，该产品对定子铁芯进行了结构上的改进，定子铁芯由原来的整体式改变为有三部分组成的结构，即由定子外形框架（大定子1 个）、定子极槽（中定子6个）和定子极条（小定子6个）三部分组合成一个定子铁芯，见附图2。更改后的空调电机定、转子铁芯用一副级进模来冲制，其设计制造技术比以前冲制整体式定、转子铁芯的级进模难度要大，模具结构也要复杂。以下介绍用一副级进模来冲制该电机定、转子铁芯的方法。 2 冲压工艺分析 图3所示为空调电机定转子铁芯结构更改后的产品图，铁芯冲片的材料厚度为0.5mm,冲制材料为冷轧硅钢片DW470，该电机定、转子铁芯的技术要求为：叠铆点应保证铁芯结合强度大于50N,定子铁芯三部分之间的配合间隙为一个微小间隙，六个配合处可相互换，定子铁芯结合面及内孔应平直、光洁，定子铁芯装配后的内外圆同心度在0.04mm之内，转子铁芯扭槽线应平直，无明显横折形。对该电机定、转子铁芯进行综合冲压工艺分析，冲制该电机的定、转子铁芯重点技术难点在三件套冲定子铁芯上。定子铁芯由三个部分组成的方法是：六个定子极槽通过燕尾槽形式镶拼在定子外形框架上，然后六个定子极条也是通过燕尾槽形式再镶拼在六个定子极槽的位置上。定子极槽与定子外形框架镶拼的精度和定子极条与定子极槽镶拼的精度需控制在微小间隙范围之内。定子铁芯改由三部分组成并要求套冲后，对模具设计制造加大了很大的难度。从最节省冲制材料的要求考虑，即要保证在级进模上套冲出三部分定子铁芯，又要保证冲制出的三部分定子铁芯之间配合精度的技术要求，同时套冲出来三部分定子铁芯之间的装配要可互换，这就要求冲制出的定子铁芯三件套相配合部分的尺寸一致性要求高，对于级进模设计制造来说，是一个技术性要求很高的冲制方法。所以在冲制该电机定子铁芯三件套冲的工艺方法上必须考虑到以下几个技术要求： ⑴在冲制排样上按定子铁芯由三部分类型组成并用拼接方式进行套冲的工艺方法。 ⑵保证套冲出的定子铁芯三部分拼接之间微小间隙的工艺方法。 ⑶通过对定子铁芯三件套冲的工艺分析，定子极槽与定子外形框架是套冲出来的，冲制过程中存在一个冲裁间隙差，为了保证定子极槽与定子外形框架镶拼的精度控制在一个微小间隙范围之内，必须在模具上冲制出这个拼接部分之间微小间隙的工艺要求，即冲制出由于冲裁间隙差引起拼接部分的余量，并解决冲制出微小间隙的废料流畅顺利的工艺要求。 ⑷由于冲制定子极槽与定子外形框架拼接部分之间的间隙比较小，为防止由于条料在输送过程中产生偏差对冲制微小间隙的影响，在模具上要确保冲制条料步距的精度要求和卸料板对冲制条料有足够压料力的工艺要求。

电机及其控制技术模拟试题汇总

考试题型： 一、选择题（30分）； 二、判断题（20分）； 三、问答题（15分）； 四、计算题（15分）； 五、设计（电路图）（20分）。 一、选择题（30） 1、一台他励直流电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压降低时，电枢电流和转速将( 3 )。 (1)电枢电流减小、转速减小 (2)电枢电流减小、转速不变(3)电枢电流不变、转速减小 (4)电枢电流 不变、转速不变 2、一台直流发电机由额定运行状态转速下降为原来的50%，而励磁电流和电枢电流保持不变，则( 1 )。 (1)电枢电势下降50% (2)电磁转矩下降50% (3)电枢电势和电磁转矩都下降50% (4)端电压下降50% 3、一台直流电动机起动时，励磁回路应该( 3 )。 (1)与电枢回路同时接入 (2)比电枢回路后接入 (3)比电枢回路先接入(4)无先后次序 4、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生( 2 )。 (1) 气隙磁场 (2)旋转磁场 (3)对称磁场 (4) 脉动磁场 5、热继电器是利用( 1 )来切断电路的保护电器。 (1) 电流的热效应 (2) 电流的磁效应 (3) 电压的热效应 (4) 速度 6、交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的( 1 )。 (1) 振动(2)热量 (3)磁场 (4)电流 7、长期带额定负载运行的交流接触器，其额定电流通常选( 3 )。 (1)小于负载额定电流 (2)等于负载额定电流(3)负载额定电流的1.3—2倍 (4)愈大愈好 8、已知一台异步电动机的额定转速n=970r/min，则该电动机的额定转差率SN为（ 3 ） （1） 0.01 （2） 0.02 （3） 0.03 （4） 0.04 9、一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量( 1 )就可以直接起动。 （1）小于供电变压器容量的20％（2）大于供电变压器容量的20％（3）等于供电变压器的容量（4）小于供电变压器容量的50％ 10、熔断器是用于供电线路和电气设备( 3 )保护的电器 (1) 过载 (2) 过流(3) 短路 (4) 过压 1、原理图中，各电器的触头都按 ( B ) 时的正常状态画出。 A.通电 B. 没有通电或不受外力作用 C.受外力 D 动作 2、热继电器是对电动机进行（C ）保护的电器。 A．过流 B. 短路 C. 过载 D 过压 3、三相异步电动机有一相断路而成单相运行时，则 ( A ) A 电流变大而输出转矩变小 B 电流和输出转矩都变大 C 电流和输出转矩都不变 D电流和输出转矩都变小 4、直流电动机的几种人为机械特性中，哪种的硬度不变？（ B ） A 电枢串电阻的人为机械特性 B 改变电枢电压的人为机械特性 C 减弱磁通的人为机械特性 D 以上三种都不是 5、下面对异步电动机降低定子电压的人为机械特性的描述，哪种是正确的？（C ） A 最大转矩Tm不变，临界转差率Sm不变B最大转矩Tm不变，临界转差率Sm变大 C 最大转矩Tm降低，临界转差率Sm不变 D 最大转矩Tm降低，临界转差率Sm变小

《电机、电器工艺与工装》课程标准

《电机、电器工艺与工装》课程标准 课程名称：电机、电器工艺与工装 课程性质：职业能力必修课 学分：3分 计划学时：56学时 适用专业：电机与电器 1．前言 1.1课程定位 《电机、电器工艺与工装》是高职电器与电机专业的一门与生产实际密切结合的专业技术课，它是研究电机与电器零部件制造和装配的技能、方法和手段的科学，是电机与电器专业的核心课程，主要内容包括三相异步电机制造工艺、低压电器各主要系统的零部件制造与装配，其实践部分是一次企业工艺设计的接触实际、学好本课程能为高职生将来在实践工作中向电机和电器方向的工艺员方向，它是一门电气与机械专业紧密结合的综合的实用课程。本门课程的先修课程为《机械基础》类、《工程制图》等，并建议最好将《电器测绘与计算机辅助设计》安排在本课程之前。 1.2设计思路 将课程进行项目合理分块、通过基本理论、实践操作、结合企事业实际的工艺员的工作，将机械基础知识、电器辅助设计等相关知识有机的结合起来，过程突出学生的能力培养在实践操作中提升学生的理论知识的应用。课程设置的依据直接定位在通用电机企业或电器制造企业的产品工艺员入门级这一档次。 在项目编排上、先安排工艺规程入门这一模块约16课时，打下一定的通用艺基础知识，然后是电机主要零部件及装配的制造工艺的理论及实践模块12课时，完成通用电机的工艺学习。 在电器制造工艺中，第一模块是电器的主要组成部分的制造工艺理论部分，共12课时，然后是电器装配综合实践模块，共10课时。 2．课程目标

1.1总体目标 本课程的学习目标为，学生了解常用的工艺规程、了解通用电机制造工艺、会编写简单的装配工艺过程卡片、了解低压电器主要零部件的制造工艺、理会典型低压电器装配工艺。为达到总体目标，要求在本课程开设前必须先学习机械设计基础之类的课程以及电器基础课程等。 通过本课程的学习，学生会编制简单的通用电机主要零部件的工艺过程卡并会用CAPP软件生成工序卡片，在提供制造过程资料时能编写装配过程卡。了解工艺标准、熟悉常见低压电器的主要零部件材料及制造过程、并通过实物如开关柜的实践提升学生对电器产品工艺分析。 1.2具体目标（能力目标、知识目标、素质目标） 通过本课程的学习与实践，使学生将所学理论和生产实践结合起来，对通用电机典型零部件具有简单的工艺卡片编写能力、CAPP软件使用能力、以及对通用电机和典型低压电器具有一定的工艺分析能力。 3．课程内容与要求

铸铜转子电动机与电动汽车

铸铜转子电动机与电动汽车 近年来，由于汽车的迅速发展带来的世界范围内资源、环境问题日益突出，各国都加紧实施电动车的研发计划。混合动力汽车和电动汽车成为研发的新热点。电机驱动系统是电动汽车的核心部件，在电动汽车中，它是唯一的驱动部件; 在混合动力汽车中，它是实现各种工作模式的关键，直接影响油耗指标和排放指标。目前，电动汽车的电动机驱动系统主要有感应电机，永磁同步电机和开关磁阻电机等几种。其中感应电动机在运行稳定性，可靠性，维修性，高速运转能力，控制性等方面具有比较明显的优势。但是传统的感性电动机的效率不高，难以达到电动汽车的应用要求。由于铜所具有的优异的导电性，使用铸铜转子替代传统的铸铝转子可以明显的提高电动机的效率，从而有力的促进了铸铜转子电动机在混合动力汽车以及电动汽车方面的应用。目前铸铜转子电动机在国内外得到了许多的应用，以下就是一些应用范例： 1.铸铜转子电动机帮助打破电动汽车地面行驶速度的世界记录 俄亥俄州立大学（Ohio State University）的一个学生团队2004年10月在犹他州的Bonneville Salt Flats打破了电动汽车地面行驶速度的世界记录，他们的设计得到了一系列软件的支持。名为Buckeye Bullet的汽车最大速度达314mph。该校三年级机械工程专业的学生Isaac Harper 称：“我们的单向记录速度为321mph，比法国TGV火车的最新记录还要快。”俄亥俄州立大学的学生团队在项目周期内大概有30个人，该团队使用SolidWorks软件进行他们的CAD 工作，使用COSMOSXpress进行有限元分析，使用Fluent进行CFD分析，用HyperMesh 进行前期处理，还使用了MSC.ADAMS以及MA TLAB Simulink等软件。 设计的关键是电动机，该电机由Shoemaker Industrial Solutions公司为该项目专门设计。这个500马力的电机重300～400磅，直径15.5英尺，长18英寸。定制的铜转子使该电机的效率提高了20%。俄亥俄州立大学的团队和Shoemaker公司的工程师们一起进行了设计。Harper称，除了电机，电池的封装、变流器、减震器以及传动系统也是很重要的。在对前一设计方案进行试验后，学生团队把24英寸长的汽车的重心进行了前移，增加了高速行驶时的稳定性。他们改进了电池部分的设计，以减轻车重。Harper称，他不能泄漏很多电池部分的设计细节，但是他说团队最初使用了10,000个C-cell电池。制冷系统是设计的另一个难点，“我们尝试在两侧使用管道进行降温，但是效果不佳，因此我们采用了强制降温的方法，用空冷风扇直接从顶部向下吹空气。”

制造电机定转子铁芯零件的现代冲压技术

电机定转子铁芯零件的现代冲压技术 邓卫国 ( 常州机电职业技术学院江苏常州213022 ) [摘要]：介绍在制造电机定转子铁芯零件方面采用高精度、高效率、高寿命模具的现代冲压技术，配合高速冲床，实现高速自动化作业，提高了冲制铁芯零件的尺寸精度和生产效率，在大批量制造电机定转子铁芯零件方面有着非常现实的意义。 [关键词]：定子铁芯转子铁芯自动叠片带回转和扭斜自动冲压高速精密级进模 Modern Stamping Technology Into The Motor Lamination DengWeiGuo ( Tempel (Changzhou) Precision Metal Products Co., Limited Jiangsu Changzhou 213022 ) Abstract This thesis introduces the modern stamping technology on producing the motor laminations, utilizing the dies with high precision, great efficiency and long life, the high speed presses, which has realized high-speed automatization, increased the precision and efficiency of the motor lamination parts, and the technology plays a practical action during volume-producing the motor lamination parts. Keywords:stator stack lam rotor stack lam auto-lamination indexing and skew auto-pressing high-speed precision progressive die 1．引言 现代冲压技术是集设备、模具、材料和工艺等多种技术于一体的高新技术。高速冲压技术是近20年发展起来的先进成形加工技术。电机定转子铁芯零件的现代冲压技术是用高精度、高效率、长寿命、集各工序于一副模具的多工位级进模在高速冲床上进行自动化冲制，其冲制过程是冲制条料从卷料上出来后，先经过校平机进行校平，再通过自动送料装置进行自动送料，然后条料进入模具，可以连续完成冲裁、成形、精整、切边、铁芯自动叠片、带扭斜叠片落料、带回转叠片落料等工序的冲制，到铁芯零件成品从模具中输送出来，整个冲 图1 高速冲床冲制过程 制过程都是在高速冲床上自动完成的，如图1所示。随着电机制造工艺不断发展，现代冲压技术引用到制造电机铁芯方面的工艺方法，现在越来越多地被制造电机厂家所接受，制造电机铁芯的加工手段也越来越先进。在国外，一般先进制造电机厂家，都采用现代冲压技术来 冲制铁芯零件。在国内，用现代冲压技术来冲制铁芯零件的加工方法正在进一步发展起来， 而且这项高新制造技术日趋成熟，在电机制造行业中，这项制造电机工艺的优势已被许多制造电机厂家所重视。用现代冲压技术来冲制铁芯零件与原来用普通模具及设备冲制铁芯零件

(完整版)电机与电器制造工艺学试题有答案

一、填空题 1、电磁式电器的很多技术经济指标，诸如发热、动作特性、控制特性、保护特性、机械寿命以及外形尺寸、重量和制造的成本等，均与铁心的材料、结构及制造工艺等密切相关。 2、铁心材料的磁性能和材料的组织结构、化学成分和机械加工过程等因素有密切的关系。 3、电镀工艺4个要素是溶液的浓度、温度、电流密度和时间。 4、加工精度包括以下几个方面的内容：尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度。 5、热双金属热处理的三要素是：处理温度、保温时间和处理次数。 6、铁心退火处理方法常用4种是普通退火、氢气退火、真空退火和磁场退火。 7、铁心退火的目的在于消除内应力、减少有害杂质，从而改善其磁性能和机械加工工艺性能。 8、铁心退火三要素：退火温度、保温时间和冷却速度。 9、交流线圈的质量检测项目中，直流电阻值、耐压试验、匝数测试都是全检的。 10、线圈的作用是将电能转变成机械能，并在磁能的作用下完成预定的工作。 11、冲压工艺划分为分离工序和成型工序两大类。 12、冲压工艺对冲压材料的要求是材料应具有良好的塑性，具有较高的表面质量和材料厚度公差应符合国家标准。 13、冲裁工艺过程可分为：弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。 14、冲裁件质量主要包括：尺寸精度、断面质量和形状精度。 15、冲裁件的排样方法有：有废料排样、少废料排样和无废料排样。 16、弹簧的特性曲线是指：载荷P（或M）与变形F（或?）之间的关系曲线。 17、弹簧尺寸是指：弹簧的直径、自由高度、节距、圈数、压并高度、断面磨平程度，带钩环的要考虑钩环长度。 18、弹簧制造精度是弹簧的受力与变形的关系，也就是弹簧的特性应在设计允许的偏差范围之间。 19、碳素弹簧钢丝、琴钢丝绕制的冷绕弹簧，绕后应进行低回火，以消除绕制产生的残余应力，调整和稳定尺寸，提高机械强度。 20、弹簧弹性滞后现象是指在弹性变形范围内，加载和去载时弹簧特性曲线不重合。 21、热双金属结合工艺有：热轧复合、冷轧复合、液相复合和爆炸复合。 22、触头电器触点的接触型式：点接触、线接触和面接触。 23、触点的磨损主要分为：机械磨损、化学磨损和电磨损（烧损和喷溅）三种形式。 24、弹簧的处理工艺有：弹簧的机械处理、弹簧热处理、弹簧老化处理和弹簧表明处理4种处理工艺。 25、触头电器在操作过程中触点的4种工作状态是：闭合状态、分断状态、闭合过程和分断过程。 26、触点材料大致可分为三大类：线金属、合金及金属瓷（粉末冶金）。 27、塑料压制工艺的三要素：压力、温度和时间。 28、焊接工艺的三要素：电流、压力和时间。 29、电器装配的方式有：完全互换法装配、不完全互换法装配、分组互换法装配、修配法装配、调整法装配。 二、选择题 1、热双金属元件在经过加工后，为消除或减少残余应力，保护其性能和工作的稳定，应进行热处理，但这种热处理相同于一般钢铁热处理.............（B） A.正确 B.不正确 2、热双金属热处理的温度一般应比热双金属元件工作的最高工作温度高出多少度？..............................................................（B） A.40℃ B.50℃ C.60℃ 3、塑料压制的成型温度不能低于多少度？.............................（B） A.110℃ B.120℃ C.130℃ 4、注射成型工艺成型保压时间是.....................................（B） A.10～20S B.20～120S C.120～150S 5、旋绕比C是反映弹簧特性的重要参数，当C值愈小时，绕制时钢丝变形太大，绕制困难；而C值大时，弹簧不稳定，容易颤动。但是C值小，弹簧的刚度大，一半情况下，把C值规定在多少之间？................................（B）

常用电动机类型及特点

电动机类型及特点 一、同步电机与异步电机区别：（均属交流电机） 结构：同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流（又称感应电机）。相比之下，同步电机较复杂，造价高。 应用：同步电机大多用在大型发电机的场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机效率较异步电机稍高，在2000KW以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机。 二、单相异步电动机与三相异步电动机： 单项电动机：当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。通常根据电动机的起动和运行方式的特点，将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、

单相罩极式异步电动机五种。 区别：三相异步电动机采用380V三相供电，单相电机是用220V的电源，而且都是小功率的，最大只有2.2KW 。相比于同转速同功率的三相电机，单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大，成本高，但由于单相电源方便，且调速方便，因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等。 三、无刷直流电机 1、无刷直流电机： 无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机。无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性，驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 特点： ●全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速； ●具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构； ●可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载； ●体积小、重量轻、出力大； ●转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；

三相异步电动机的结构原理(定子、转子)讲解

三相异步电动机的结构原理（定子、转子）讲解 三相异步电动机定子 0.35?0.5毫米厚，表面涂有绝缘漆的环状冲片槽的硅钢片叠压而成，如右图所示。 定子绕组：定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。 U1 Vt W t U1 Vi Ii 定子三栩绕组的接线方法 小型号异步电动机定子绕组通常用高强度漆包线 （铜线或铝线）绕制成各种线圈后，在嵌放在定子铁芯槽内。大中型电动机则用各种规格的铜条经 过绝缘处理后，再嵌放在定子铁芯槽内。为了保证绕组的各导电部分与铁芯之间的可靠绝缘以及绕 组本身之间的可靠绝缘，故在定子绕组制造过程中采取了许多绝缘措施，三相异步电动机定子绕组 的主要绝缘项目有以下三种： 1. 对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心之间的绝缘。 2. 相间绝缘：各相定子绕组之间的绝缘。 3. 匝间绝缘：每相定子绕组各线匝之间的绝缘。 定子三相绕组的槽内嵌放完毕后共有六个出线端引到电动机机座的接线盒内，可按需要将三相绕组 接成星形接法（Y 接）或三角形接法（△接），如右图所示。 机座：它的作用是固定定子铁芯和定子绕组，并以两个端盖支撑转子，同时起保护整台电动机的电 磁部分和散发电动机运行中产生的热量，一般是铁或铝铸造而成。 三相异步电动机转子 Ife 1 i % 1 1 1 1 U1 Vi 11 1 1' * 1 电动机的静止部分称为定子，其组成部分主要包括定子铁芯、定子绕组、机座等部分 定子铁芯：定子铁芯的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。定子铁芯一般由

转子是电动机的旋转部分，包括转子铁芯，转子绕组和转轴等部分 转子铁芯：作为电机磁路的一部分，并放置转子绕组。一般由 图所示。 转子绕组：其作为切割定子磁场，产生感应电动势和电流，并在旋转磁场的作用下受力使转子转动。根 据构造的不同可分为鼠笼式和绕线式转子两种类型。 1. 鼠笼式转子：它的结构是转子铁芯的槽沟内插入铜条，在铜条两端焊接两个铜环，如下图（ 这样转子绕组好像一个鼠笼型转子。 为了节约铜材和便于制造。 目前绝大部分鼠笼均采用铝代替。 如下 2. 绕线式转子：绕线式转子绕组也和定子绕组一样做成三相对称绕组，经过适当的排列和组合 三个引出线分别接到固定的转轴上的三个铜滑环上， 在各个环上，分别放置着固定不动的电刷， 通过电 刷与滑环的接触，使转子绕组与外加变阻器接通，一边启动电机。如右图所示。 3. 转轴：用以传递转矩及支撑转子的重量。一般都由中碳钢或合金钢制成。除了定子和转子两大部分外， 还有端盖，风扇等其他附件。 （注：范文素材和资料部分来自网络，供参考。只是收取少量整理收集费用，请 预览后才下载，期待你的好评与关注） 0.5毫米厚的硅钢片冲制叠压而成。如右 a ）所示。 绕组式转子 嵌入并固定转子铁芯槽内，最后使三组绕圈接成星形连接, 图（b ）所示。

现代控制理论在电机中的应用

现代控制理论与电机控制 刘北 070301071 电气工程及其自动化0703班 现代控制理论在电机控制中的具体应用： 自70年代异步电动机矢量变换控制方法提出，至今已获得了迅猛的发展。这种理论的主要思想是将异步电动机模拟成直流机，通过坐标变换的方法，分别控制励磁电流分量与转矩电流分量，从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性。这种控制方法现已较成熟，已经产品化，且产品质量较稳定。因为这种方法采用了坐标变换，所以对控制器的运算速度、处理能力等性能要求较高。近年来，围绕着矢量变换控制的缺陷，如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等等问题，国内、外学者进行了大量的研究。伴随着推进矢量控制、直接转矩控制和无传感器控制技术进一步向前发展的是人工智能控制，这是电机现代控制技术的前沿性课题，已取得阶段性的研究成果，并正在逐步实用化。 矢量控制和直接转矩控制技术的一个新的发展方向是直接驱动技术，这种零方式消除了传统机械传动链带来的一系列不良影响，极大地提高了系统的快速响应能力和运动精度。但是，这种机械上的简化，导致了电机控制上的难度。为此，需要电机控制技术的进一步提高和创新。这正是电机现代控制技术有待深入研究和具有广阔开发前景的新领域。 电机的现代控制技术与先进制造装备息息相关，已在为先进制造技术的重要研究领域之一，国内很多学者和科技人员正在从事这方面的研究和开发。 一、三相感应电动机的矢量控制 1、 定、转子磁动势矢量 三相感应电动机是机电能量转换装置，这种的物理基础是电磁间的相互作用或者磁场能量的变化。因此，磁场是机电能量转换的媒介，是非常重要的物理量。为此，对各种电动机都要了解磁场在电动机空间内的分布情况。感应电动机内磁场是由定、转子三相绕组的磁动势产生的，首先要确定电动机内磁动势的分布情况。对定子三相绕组而言，当通以三相电流A i 、B i 、C i 时，分别产生沿着各自绕组轴线脉动的空间磁动势波，取其基波并记为A f 、B f 、C f ，显然它们都是空间矢量。对于分布和短矩绕组，定义正向电流产生的空间磁动势波基波的轴线为该相绕组的轴线，亦即A f 、B f 、C f 是以ABC 为轴线沿圆周正弦分布的空间矢量，各自的幅值是变化的，取决于相电流的瞬时值，即有

电动机转子铸铝工艺原理

电动机转子铸铝工艺原理 ——铸铝转子工艺 简单的说，三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，定子部分主要包括定子铁心、定子绕组和机座等，转子部分主要有转子铁心、转子绕组和转轴，而我们转子铸铝工序主要完成的就是它的转子绕组部分。为什么说转子铸铝工序是特殊工序呢？ISO9000：2000标准中告诉我们，“凡是对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验收的过程”即为特殊过程或特殊工序，我们公司确定转子铸铝、浸漆和电磁线漆包烘干为特殊工序，所以必须对特殊工序按人、机、料、法、环这五个方面进行确认，只有这五个方面都合格了，才能确保这些过程实现所策划结果的能力。而且标准中还强调对特殊工序人员要定期进行设备和工艺方面的培训，要求每年最少两次，所以这也是本次培训开设的主要目的，去年大家也都参加过有关铸铝专业知识方面的学习，这里我们再就一些重点内容强调一下。 一、电机工作原理及转子绕组的种类 首先我们来了解一下交流三相异步电动机的工作原理，可以帮助我们来理解为什么转子断条、细条等会使电阻增大，要尽量避免，以及为什么转子两端要用短路环短接等。 工作原理：当电动机的定子绕组通以三相对称交流电时，在定子和转子间便产生以转速n s旋转的旋转磁场(电能生磁)，由于转子开始时是静止的，所以转子导体将被旋转磁场切割，根据相对运动的原理，我们也可以把磁场看成不动，而转子导体相对磁场旋转切割磁力线从而产生感生电动势（即1831年法拉第发现的电磁感现象也称“动磁生电”），由于转子导体两端已被短路环短接，导体已构成闭合回路，所以转子导体内也相应产生感生电流。有感生电流的转子导体即为通电导体，通电导体在磁场中就会受到电磁力的作用（电磁生力），产生电磁力矩最终带动转子旋转，而且我们还可以根据左手定则判断出转子导体的旋转方向，与旋转磁场的方向是相同的，只不过是以略小于旋转磁场转速n s的速度运转的，这

电动机制作工艺.

电机制造工艺知识 电机制造工艺知识培训教材 一、工艺流程图 1、Y2系列电机流程图； 2、Z4直流电机流程图； 3、YKK高压电机流程图 二、关键工艺 （1）水压试验（2）磨削（3）校动平衡（4）转子铸铝（5）定子铁心压装 （6）绕组浸渍 1、校动平衡 （1）电机的转动部件（转子、风扇）由于结构不对称（如键槽、记号槽），材料质量不均匀或制造加工时的误差等原因，而造成转动体机械上的不平衡，就会使该转动体的重心对轴线产生偏移，转动时由于偏心的惯性作用，将产生不平衡的离心力或离心力偶，电机在离心力的作用下将产生振动。 （2）转子不平衡的影响 电机转子不平衡所产生的振动对电机的危害很大： 1）消耗能量，使电机效率降低； 2）直接伤害电机轴承，加速其磨损，缩短使用寿命； 3）影响安装基础和与电机配套设备的运转，使某些零件松动或疲劳损伤，造成事故； 4）直流电枢的不平衡引起的振动会使换向器产生火花； 5）产生机械噪声； （3）平衡精度等级有11种：G1、G2.5、G6.3 2、绕组浸渍 （1）绝缘浸渍是电机在制造过程中或制造后以及电机定子绕组或转子绕组在嵌线装配后，按一定的工艺方法浸渍绝缘漆，以提高绝缘的耐热性、耐潮性、耐化学腐蚀性，提高电机绝缘的各中电气性能，降低介质损耗，提高绝缘的力学性能，改善导热性，降低电机温升，延长电机绝缘寿命，延长电机使用寿命。绝缘浸渍是电机制造的关键工序。 （2）常用的浸渍方法：a、普通沉浸;b、连续沉浸;c、滚浸;d、浇漆;e、滴漆;f、真空浸漆;g、VPI真空压力浸漆; （2）绝缘分为七个等级：A（105℃）、E（120℃）、B（130℃80K） F（155℃100K）、H（180℃125K）、C（180℃以上） 4、VPI简介：

电机定、转子铁心自动叠装模设计

电机定、转子铁心自动叠装模设计 1.引言 铁心是电机、变压器等产品的重要零件之一，一般由导磁率高、低损耗的硅钢片制成，为了减少损耗，在铁心轴线方向上由厚度为0.35mm 或0.5mm的硅钢片组成。因此，一台产品的铁心可由几片至几百片硅钢片组成；铁心冲片的生产用量非常大，同时，对铁心的质量要求也很高。铁心叠装后要紧密，叠压力要求在100-150N，铁心叠装质量的好坏将直接关系到产品的性能。 随着模具技术的发展，铁心冲片的加工由单冲模、复合模的冲裁，发展到用高速级进模冲裁。模具的结构形式从单列散片级进冲模，发展到双列、三列等多列自动叠片高速级进冲模。冲裁速度可达280-400次/min ，模具一次刃磨寿命在300万次以上，模具总寿命高达亿次以上。铁心叠装技术已由传统的手工理片，发展到自动叠片技术。它去除了人工理片、加压、铆钉或螺钉联接、氩弧焊等工艺，使冲片在副模具中完成冲片叠装工艺。大大减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率，保证铁心冲片的叠装质量。自动叠片技术现已广泛应用于电机定、转子冲片铁心，变压器冲片铁心等产品中。 2.铁心自动叠装技术 铁心自动叠装是在1副多工位级进冲模中实现。叠装的原理是采用按扣的原理，通常由2次冲压来完成冲片的叠装。冲裁时，先在条料上冲制出凸起，然后在落料的同时，后一冲片的凸起下部在铆紧凸模向下运动的冲压力作用下，扣入前一冲片凸起上部，即叠压。为使铁心能完成叠装并承受一定的叠压力，铆合的上部压力来自落料凸模，下部支撑力则来自落料凹模下面的收紧套，利用落料冲片回弹造成的冲片外缘与收紧套内壁产生的挤压摩擦力，使冲片与冲片紧密地扣接在一起完成叠装铆紧。另有种下部的支撑力来之于冲床垫板下部的液压缸。冲裁过程中，液压缸上的托盘随着叠片的不断增高而逐步下移，当叠片达到设定片数时，液压缸驱动托盘迅速下降到与冲床垫板等高，模具下的横向气缸开始工作，将产品推出模外，然后复位，即完成一个工作循环。 3.铁心叠装形式 （1）直铆接。冲片与冲片间的平面投影相互重合，这样的叠合称为直铆接。电机定子冲片都为直铆接。 （2）扭斜铆接。冲片与冲片间的平面投影相互绕中心转一角度，即有一定角度的旋转位移差，这样的叠合称为扭斜铆接。交流电机的转子铁心为改变产品性能一般均采用扭斜铆接。扭斜铆接的原理是：冲床每工作一个行程，落料凹模与收紧套带动落料冲片扭斜（旋转）一角度，冲片冲下后，前后2片产生一定的旋转位移后铆接，使铁心由首片到末片旋转成一定的角度。落料凹模的旋转是由蜗杆、蜗轮带动完成的，如图1所示。旋转角度的控制有机械拨杆式和步进电机式2种传动方式。机械拨杆方式是通过上模在与下模冲裁过程中的运动，带动拨杆往复运动，拨杆上安装有单向轴承（超越离合器）带动齿轮作单向旋转，从而达到拨杆带动蜗轮、蜗杆转动，把模具的上、下运动转变为转子下模的旋转运动，旋转角度的大小可通过调节拉杆支点的位置来达到，如图2所示。步进电机方式是根据高速冲床的冲次确定步进电机触发信号的频率，根据脉冲电源发出的脉冲数确定步进电机的旋转角度。

现代电机控制技术复习资料

1.机电能量转换：dt时间内磁能的变化d W m=ΨA di A+ΨB di B+i A i BeL AB(θr)/eθr dθr，由绕组A和B中变压器电动势从电源所吸收的全部电能加之运动电动势从电源所吸收电能的一半所组成；由运动电动势吸收的另外一半电能成为转换功率，成为机械功率。产生感应电动势是耦合场从电源吸收电能的必要条件，产生运动电动势是通过耦合场实现机电能量转换的关键。转子在耦合场中运动产生电磁转矩，运动电动势和电磁转矩构成一对机电耦合项，是机电能量转换的核心部分。 2.磁阻转矩：t e=?0.5 L d?L q i A2sin2θr。当转子凸极轴线与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最大，定义此时定子绕组的自感为直轴电感L d；当转子交轴与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最小，定义此时定子绕组的自感为交轴电感L q；因此在转子旋转过程中，定子绕组的自感将发生变化。由于转子运动使气隙磁导发生变化而产生的电磁转矩称为磁阻转矩。转子励磁产生的电磁转矩称为励磁转矩。 3.直流电机电磁转矩：主磁极基波磁场轴线定义为d（直）轴，d轴反时针旋转90°定义为q（交）轴。直流电动机的电枢绕组又称为换向器绕组，其特征：电枢绕组本来是旋转的，但在电刷和换向器的作用下，电枢绕组产生的基波磁场轴线在空间却固定不动。在动态分析中，常将换向器绕组等效为一个单线圈，若电刷放在几何中性线上，单线圈的轴线就被限定在q轴，称为q轴线圈。因q轴磁场在空间是固定的，当q轴磁场变化时会在电枢绕组内感生变压器电动势；同时它又在旋转，在d轴励磁磁场作用下，还会产生运动电动势，q轴线圈为能表示出换向器绕组这种产生运动电动势的效应，它应该也是旋转的。这种实际旋转而在空间产生的磁场却静止不动的线圈具有伪静止特性，称为伪静止线圈，它完全反映了换向器绕组的特征，可以由其等效和代替实际的换向器绕组。电磁转矩t e=Ψf i a，控制i f不变，改变i a即改变t e，线性控制良好。转子产生运动电动势，不断吸收电能，同时将电能转换为机械能，此时转子成为了能量转换的“中枢”，因此称为电枢。 4.三相异步电机电磁转矩：其运行原理是①定子三相绕组通入三相对称正弦电流，②将会在气隙中产生正弦分布的两极旋转磁场，当转子静止不动时，由电磁感应原理，定子旋转磁场将在转子绕组中感生出三相对称正弦电流，其同样会在气隙中产生两极旋转磁场，旋转速度和方向与定子旋转磁场相同，但存在相位差，③定、转子旋转磁场相互作用产生电磁转矩，若其大于负载转矩，转子将开始旋转，而转子速度总是小于定子旋转磁场速度，否则转子绕组不会感生电流，电磁转矩也将消失，所以称为异步电机。当转子速度稳定于ωr，与定子旋转磁场的转速差为Δω=ωs?ωr，可用转差率s表示这种速度差，即s=(ωs?ωr)/ωs。气隙旋转磁场在转子绕组中感生的三相对称电流频率为ωf，ωf=ωs?ωr=sωs，称为转差频率。 5.磁动势矢量：通过控制三相电流（时间变量）能控制三相绕组的基波磁动势波（空间矢量）。f s运动轨迹圆形，圆的半径是每相基波磁动势最大幅值的3/2倍。 6.三相感应电机定、转子磁链：Ψs=Ψsσ+Ψg，Ψr=Ψrσ+Ψg，Ψg=Ψsg+Ψrg，其中Ψsσ=L sσi s，Ψrσ=L rσi r，Ψsg=L m i s，Ψrg=L m i r，根据上式能够完成矢量图的绘制。Ψg是气隙磁链矢量，Ψs和Ψr是

电机电器制造工艺学复习要点

2011年工程师培训用 机器制造工艺学复习要点 1.直流铁心的结构型式有转动式和直动式两种 2.交流铁心的结构型式有直动式、转动式、E形或U形、圆环形等四种。 3.铁心退火的目的是：消除内应力、减少有害杂质，从而改善其磁性能和机械加工工艺性 能。 4.铁心退火处理方法常用的有：普通退火、氢气退火、真空退火、磁场退火。 5.线圈的作用是将电能转变为机械能，并能在磁场作用下完成预定的工作。 6.绝缘的定义：各带电部位之间或带电部位对地之间的隔离。 7.塑料压制工艺的三要素：压力、温度、时间。 8.工艺文件的种类大体可分为：工艺文件目录、工艺路线表、工艺卡片、检验卡片、工艺 守则、工艺方案和各种明细表。 9.加工精度包括以下几个方面的内容：尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度。 10.在电器产品中，弹簧起着贮存能量，控制运动，缓冲吸振和测量力和转矩等作用。 11.弹簧的旋绕比c是反映弹簧特性的重要参数（c=D/d，D为弹簧中径——平均直径，d为 弹簧丝直径），c值愈小，弹簧的刚度愈大。 12.弹簧的处理工艺有：弹簧的机械强化处理，弹簧热处理、弹簧老化处理、弹簧的表面处 理四种处理工艺。 13.弹簧的弹性滞后现象是指在弹性变形范围内，加载和去载时弹簧特性曲线的不重合。 14.弹簧的表面质量是值表面粗糙度与表面处理质量。 15.双金属片的材料牌号表示它的两个特征数据，即比弯曲和电阻率。 16.弹簧的特性线是指载荷P与变形F之间的关系曲线。 17.常用的铁心材料有：硅钢片，电工纯铁，铁镍合金、铁铝合金、铁钴合金和永磁材料等。 18.热双金属元件在经过冷加工后，为消除或减少残余应力，保护其性能和工作稳定，应进 行热处理，但这种热处理不同于一般钢铁的热处理。 19.电器产品的绝缘质量通常用工频耐压试验和绝缘电阻来评价 20.热双金属热处理的三要素是温度、保温时间、处理次数。 21.触头的四个主要结构参数是开距、超程、触头初压力、触头终压力。 22.电器制造工艺特点是：①结构复杂和工艺涉及面广；②工艺装备多；③材料品种规格多 和精度要求复杂等。 23.触点电器的触点接触型式有：点接触、线接触和面接触三种。 24.电磁谢列的基本类型：①转动式；②直动式；③裸管式 25.电器制造工艺学是研究电器零部件制造和装配过程的科学 26.交流线圈的质量检查项目中，直流电阻值、耐压试验及匝数测试都是100%全检的。 27.电器的装配方式有：完全互换法装配、不完全互换法装，分组互换法装配，修配法装配 和调整法装配。 28.产品零部件的加工精度是指零部件的实际尺寸（或形状）与设计尺寸（或形状）间的相 符合的程度。 29.银触点的质量检查包括尺寸公差，形位公差，表面粗糙度和力学性能等。 30.触点在操作过程中的四种工作状态是闭合过程，闭合状态，分断过程，分断状态。 31.触点的磨损主要分为：机械磨损、化学磨损、电磨损三种形式。 32.电器装配的基本技术要求是：选择合适的装配精度、选择合适的电器连接方式。选择合