大功率永磁同步电机拆装工艺方案分析及工艺优化研究

内燃机与配件
0引言
近些年,永磁同步电动机得到较快发展,其特点是功率因数高、效率高,许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机,在新能源汽车驱动方面尤为突出,是一种很有
前途的节能电机。但是,永磁电机的总装工艺较传统电机的总装工艺有所不同,转子内嵌永磁体,带有很大的磁力,对定子等零部件吸附能力较强,尤其是定转子合装部分,是永磁电机总装成功的关键。
本文从永磁同步电机的性能分析出发[1],描述了永磁同步电机的主要关键技术,调研了永磁同步电机在新能源汽车行业的发展现状,根据工信部收集调查的数据显示,永磁同步电机已成为新能源汽车行业发展的主力军,成为
未来驱动电机行业的主流发展。因其节能减排、
排放环保致使永磁同步电机作为新能源汽车电驱动系统的重要组成部分,将成为未来的研究重点。
永磁同步电动机特别适合重启动轻运行的使用场合,
推广使用永磁同步电动机具有积极的经济效益和社会效
益,对节能减排意义重大。在可靠性和稳定性方面,永磁同步电动机也具有可贵的优势。选用高效永磁同步电动机是一项一次性投资长期受益的过程。1目前工艺方法存在的主要问题永磁同步电机[2]定转子之间的气隙很小(2~3.5mm 的双边间隙),定转子合装时,转子在下落过程中受到定转子——————————————————————
—基金项目:宁夏回族自治区银川能源学院机械设计制造及其
自动化省级一流本科专业建设点(教高厅函[2019]
46号)的初期成果;宁夏高校大学生创新创业训练
计划(S201913820021);宁夏高校大学生创新创业训
练计划(S202013820011)。
作者简介:刘向萍(1978-),女,宁夏盐池人,高级工程师,
本科,研究方向为机械制造工艺与装备;李兆军(1977-),
男,山东平阴人,工程师,本科,研究方向为煤矿防爆
电机设计与制造。大功率永磁同步电机拆装工艺方案分析及工艺优化研究
刘向萍①;李兆军②
(①银川能源学院,银川750100;②宁夏西北骏马电机制造股份有限公司,石嘴山753001)
摘要:本文针对大容量(300kW 及以上)永磁同步电机进行总装时,由于永磁电机转子内嵌永磁体,带有很大的磁力,对定子等导磁材料吸附能力较强,会导致转子由于磁力作用无法装入定子中去,而且定转子极易相互吸引碰撞,造成绝缘损伤,
使电机使用寿命减少,带来质量隐患。通过跟踪、改进、验证,目前已研制一种既效率高又装配质量好的装备—专用卧式导向定位装配夹具设计,该夹
具是一种既可以导向转子又可将转子推入定子内膛的新方案。与以往的方案相比
(小功率电机装配可采用自重吊装),该方案可操作性强,在行业内具备大规模推广的价值。
关键词:永磁同步电机;定转子合装吸附;夹具设计;优化工艺
中图分类号:TM341文献标识码:A 文章编号:1674-957X (2021)12-0030-03
可以适当提高F 的数值,进入到半精加工及精加工的过程
中,要对进给速度F 的数值进行调整,
且在转角的位置应利用软件进行数值的优化,不同半径的R 角对应不同的进给速度F 值,以保证零件在加工的过程中,不会产生积屑等弊端,继而危及加工品质。
3.7改进传统施工工艺
获益于大数据、云计算、数控编程等新技术应用,薄壁
零件加工技术取得快速进步。其一,首先,
数控加工涉及到工序、参数的调整分析,
统筹考虑作业流程,可优化生成修正后加工方案。着重关注零件变形问题的解决,确保工艺
品质获得提升。其二,
借鉴其他工艺修正方法,依托云计算、编程应用优势,
为加工品质奠定坚实基础。妥当规划生产夹具、刀具工序作业,避免零件加工品质受损。
4总结
零件装夹、切削角度、
走刀方式等诸多参数工序调整,对于薄壁零件数控加工品质都存在有不同程度影响。依托
仿真模拟模型对加工工序作调整分析,立足加工需求,
优化调整数控加工技术参数。藉由仿真技术修正调整既往加工流程中零件装夹、
切削步骤,可大幅削减零件数控生产成本,进而改善提升薄壁零件制造品质。零件加工工艺改进修正是促进薄壁零件生产品质提升的重要途径,由此愈
发贴合现代化工业发展要求,
适应愈发严格的工业应用标准,提高我国装备制造业水平。
参考文献:
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图1当前装配工艺过程流程图
之间强大的磁力作用,转子越往下,和定子交叠的部分越受到的磁力越强。刚开始,转子受到的磁力作用小于自转子可以缓慢下落,当下落到一定距离,转子受到的磁力和自身的重力相等时,转子便不再下落,使得定转子合装无法完成。
装配困难现状分析
当前装配工艺系统组成
由当前的工艺过程作出工作流程图,见图1。
通过当前装配工艺系统的组件模型图分析,主要问题点为:装配时,当转子的磁力大于重力时,吸附碰撞,
绝缘。装配时,当转子与定子吸附碰撞,转子的中心发生变化,损坏镗床主轴精度。
2.2因果链分析,问题关键点
根据实际工作过程,出定子装配困难的原因,图2。
由因果分析图2可知,造成永磁电机定、
难的关键问题点:磁力太强,定转子不能正常装配;
能要求定转子之间间隙太小。
图2装配困难因果链分析
3新工艺方案的探讨与设计思路3.1从电机装配时,磁力太强,定转子不能正常装配为入手点解决问题电机装配时,根据电磁学的知识,由于定转子都是对称圆周结构,倘若定、转子绝对同心,即定、转子的轴向中心线完全重合,则转子对定子的电磁力为零,这样定转子之间便不再有吸附力的作用,电机组装便可顺利完成。定、
转子轴向中心线偏离的越大,定转子之间的磁力越强,转
子便越易向靠近的一方相吸。所以,
设计高精导向杆是解决该难点的关键,其导向装置图见图3。
3.2从定转子之间的间隙小(极易吸附)
为入手点解决问题
根据分析时出的问题,如果定转子之间的间隙大,那么容易装配,导致电机的性能及机械效率低。在所述问题中存在矛盾着的状态,即要间隙大(因为容易装配),又
不能大(因为影响电机的性能及质量),
在确定保证定转子之间间隙合适的情况下,保证电机质量。要定转子之间间
隙小,因为要保证电机的正常使用;但是,定转子之间间隙
小,容易碰伤绝缘放电,导致灼伤或损坏电机。因此在定子与转子的装配空间上,通过增加一个双半圆的不导磁定位圈见图4,提高装配质量。4结构设计目前需要研制一种使用性强的装备[4]
来满足装配过程采用小间隙配合。将传统自重装配再下落)变换卧式组装,子内,完成定转子合装;
传动端使用高精度导向杆导向;入定子内,完成定转子合装。
该装配夹具,便于装配,可操作性强;成本低,
用途广泛;技术系统在较小成本的改动下,能使得电机定
转子的装配质量达到最佳。
使电机正常工作时,音及发热等质量问题。从质量检查记录可以看出[4],采用新装配工艺及夹具不仅提高了电机的运行质量,而且大大减少了定转子的绝缘损坏数量,
节省了维修及返修成本,司带来了经济效益。
参考文献:
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古海江.新能源汽车用永磁同步电机的设计与分析北工业大学,2016.
王光斗.机床夹具设计手册[S].机械工业出版社,图3导向装置图
1.调心式向心轴承;
2.导向轴;
3.T 型工作台;
4.驱动电机;
5.多向联轴器;
6.伸缩驱动轴;
7.前端盖;
8.定子;
9.升降驱动轴;10.不导磁环;11.电机轴;
12.前外盖;13前内盖;14.转子铁芯;15.后内盖;16.后外盖;17.后端盖;
18.推进轴;19.机座;20.泵电机.图5装配图图4不导磁定位图
铜或铝

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