Шихтованные магнитопроводы

В аппаратах переменного тока и быстродействующих постоянного тока для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы часто выполняются в виде пакетов из штампованных пластин, при этом применяют магнитомягкие материалы.

Горячекатаная тонколистовая электротехническая сталь (ГОСТ 21427.3-75) марок 1211…1572 применяется для шихтованных и ленточных и ленточных магнитопроводов, дросселей и трансформаторов, электрических машин и реле.

Холоднокатаная изотропная тонколистовая электротехническая сталь (ГОСТ 21427.2 – 75) марок 2011…2412 применяется для силовых магнитопроводов промышленной частоты.

Холоднокатаная анизотропная тонколистовая электротехническая сталь (ГОСТ 21427.1 – 75) марок 3411…3406 для магнитопроводов, трансформаторов, дросселей, магнитных усилителей в сильных полях при частоте 50 Гц.

Железоникелевые прецизионные сплавы (ГОСТ 10160 – 75) для малогабаритных трансформаторов, реле, высокоточных приборов.

Холоднокатаные анизотропные стали обладают наилучшими магнитными свойствами (магнитный поток должен проходить в направлении проката).

Для магнитопроводов электрических машин с круговой формой ротора и статора наиболее рациональным является применение холоднокатаных изотропных сталей.

В настоящее время электротехнические стали поставляются в виде лент с термостойким изоляционным покрытием.

Технология изготовления шихтованных магнитопроводов

Наиболее перспективной и наименее трудоёмкой является сборка сердечников из листов электротехнической стали, термически обработанных и имеющих электроизоляционное покрытие. В случае высокого качества штамповки на листоштамповочных установках и твёрдосплавных штампах не требуется снятие заусенцев, и заготовки поступают сразу на сборку. При отсутствии изоляции в состоянии поставки применяют следующие способы изоляции листов: оксидирование; фосфатирование; лакирование.

Способы снятия заусенцев: шлифование; крацовка; вальцовка; виброголтовка; ультразвуковая очистка.

Последовательность сборки:

1) Комплектование пакета. Обычно толщина листов ( 0,1…1,0)мм. Число пластин определяется по массе или по высоте пакета. Отклонение магнитной проницаемости при наборе по размеру ± 4,5%, а при наборе по массе ±1%. Крайние листы изготавливают большей толщины из стали, текстолита или стеклотекстолита.

2) Укладка пакета производится в специальных приспособлениях - сборниках; листы подбирают по шихтовочному знаку и ориентируют одинаково (заусенцы в одну сторону, чтобы не было замыкания листов). Если штамповка производится на автоматических линиях, листы статора и ротора снимаются в ориентированном виде.

3) Прессование пакета необходимо для увеличение коэффициента заполнения пакета и получения заданной длины. Прессование производят на пневматическом или гидравлическом прессе. Для этого собранный пакет надевают на оправку, которая имеет базирование по внешнему контуру, внутреннему контуру или по отверстиям.

Усилие прессования, Н

P=р_уд * F

где р_уд – удельное давление (Н/м²)

F- площадь поперечного сечения (м²).

Для электротехнической стали с электроизоляционным покрытием:

р_уд = 30…50 * 10⁵ Н/м² [0,3…0,5кгс/мм²]

Для пакетов, напрессовываемых на вал, усилие увеличивается в зависимости от длины пакета.

4) Скрепление пакета. Применяют способы скрепления: скобами; сваркой; заклёпками; склеиванием (клей или лак являются изоляционными).

5) Механическая обработка пакета производится по поверхности подлежащей стыковке с остальной частью магнитопровода или по поверхности, образующей магнитный зазор. Объём обработки должен быть минимальным из-за необходимости сохранения магнитных свойств пакета. Усиление резания должно быть направлено вдоль пластин для исключения замыкания пластин. Охлаждающие жидкости при шлифовании не применяют. Возможно применение электроискровой обработки пакета.

6) Контроль. Производится проверка геометрической точности, качества сборки, магнитные параметры.