Спосіб виготовлення ротора електродвигуна

1. Спосіб виготовлення ротора електродвигуна, що включає складання ливарної форми із шихтованого на оправці магнітопроводу, закритого з торців двома напівформами, розігрів її в печі, подачу в ливарну форму розплаву електропровідного металу, його кристалізацію й витягання готового C2 2 91435 1 3 напівформами. Готову форму розігрівають у печі до температури 600-700°С. Далі в ливарну форму подають розплав електропровідного металу при температурі 1280°С. Після кристалізації розплаву з форми витягають готовий ротор з короткозамкненою обмоткою (2). У способі по прототипу виключені технологічні недоліки аналога. Однак, у прототипу як і в аналога, порівняно низькі електротехнічні характеристики електродвигуна за рахунок порівняно низького перехідного опору, отриманого через щільний контакт між пазами ротора й литою короткозамкненою обмоткою. Завданням пропонованого винаходу є підвищення якості роторів асинхронних електродвигунів за рахунок утворення більше високого опору електроізоляції стрижнів у пазах ротора. Поставлене завдання вирішується в такий спосіб. Аналогічно відомому, заявляється спосіб виготовлення ротора електродвигуна в якому збирається ливарна форма, що складається із шихтованого на оправленні магнітопроводу, закритого з торців двома напівформами. Ливарна форма розігрівається в печі до температури 600-700°С. Потім у ливарну форму подається розплав електропровідного металу при температурі 1280°С. Після кристалізації з форми витягають готовий ротор з короткозамкненою обмоткою. Але на відміну від прототипу, у способу виготовлення ротора електродвигуна що заявляється, ливарна форма попередньо нагрівається в печі до температури 300-400°С. Потім продуваються пази магнітопроводу повітрям. Далі ливарна форма нагрівається до температури 400-700°С без доступу повітря. Розплав електропровідного металу заливається в нагріту ливарну форму при температурі 750-1280°С. Перераховані вище істотні ознаки винаходу, відмінні від прототипу, необхідні й достатні у всіх випадках, на яких поширюється правова охорона винаходу. Проведений патентний пошук показав відсутність способу виготовлення ротора електродвигуна з пропонованою сукупністю ознак. Таким чином, у цьому випадку відомі й нові елементи об'єднані новими зв'язками, надають способу виготовлення ротора електродвигуна нові властивості, які виявилися в позитивних ефектах, у наслідок чого рішення може бути визнано маючим винахідницький рівень. Продувка пазів магнітопроводу ротора повітрям після його нагрівання до температури 300400°С приводить до утворення на стінках пазів окісної плівки. Після заливання розплаву електропровідного металу в нагріту ливарну форму при температурі 750-1280°С и його кристалізації на поверхні стрижнів також утвориться окісна плівка. Пропонується перед складанням ливарної форми пази магнітопроводу ротора покривати електроізоляційним лаком або емаллю. Для просочення електроізоляція пазів магнітопроводу ротора можуть бути використані кремнійорганічні лаки або емалі. 91435 4 Запропоновані відмінності дозволяють одержати на стенах пазів щільну, стійку до високої температури, захисну електроізоляційну плівку. Все це приводить до збільшення перехідного опору між стінкою паза й короткозамкненою обмоткою. Нагрівання форми без доступу повітря пропонується доводити до температури 400-500°С після чого заливати як електропровідний метал алюміній при температурі 750-850°С, або нагрівання форми без доступу повітря доводити до температури 450-700°С після чого заливати як електропровідний метал мідь або його сплави в діапазоні температур 1140-1280°С. Запропоновані відмітні ознаки винаходу дозволяють використати одне й теж технологічне встаткування для виготовлення короткозамкнених роторів з мідною й алюмінієвою обмоткою, а значить при високій якості заливання знизити виробничі витрати. Спосіб здійснюється наступним чином. Набраний по вазі пакет магнітопроводу ротора надягають на оправлення й із двох торців обжимають його чавунними напівформами, що утворять короткозамкнені кільця обмотки. Цю ливарну форму поміщають у піч і нагрівають її до температури 300-400°С (для виготовлення короткозамкнених роторів з алюмінієвою обмоткою до температури 300-350°С і температури 350-400°С для короткозамкнених роторів з мідною обмоткою). Вентилятором через повітрявод пази магнітопроводу ротора продувають повітрям. Подачу повітря в ливарну форму припиняють і нагрівають її до температури 400-500°С (для виготовлення короткозамкнених роторів з алюмінієвою обмоткою до температури 350-400°С и температури 400500°С для короткозамкнених роторів з мідною обмоткою). Нагріту ливарну форму виймають із печі й установлюють вертикально на плиті. До нижньої напівформи приєднують металопровод. Розплав електропровідного металу готовлять в індукційній печі й доводять його до температури 750-1280°С. Розплав для виготовлення короткозамкнених роторів з алюмінієвою обмоткою нагрівають до температури 750-850°С. Розплав для виготовлення короткозамкнених роторів з мідною обмоткою нагрівають до температури температури 1140-1280°С. Через заливальну лійку по металопроводу й живильнику розплав під статичним тиском надходить у нижню напівформу, створює перше короткозамкнене кільце обмотки ротора. Далі розплав заповнює пази магнітопроводу ротора й надходить у верхню напівформу, створює друге короткозамкнене кільце обмотки ротора. Ливарна форма видержується на кристалізацію після чого з неї витягається готовий ротор з мідною або алюмінієвою короткозамкненою обмоткою. Для посилення електроізоляції, перед складанням ливарної форми, на стінки пазів магнітопроводу ротора одним з відомих способів наноситься шар електроізоляційного лаку або емалі, 5 91435 наприклад, на кремнійорганічній основі. При нагріванні ливарної форми в печі до температури 300400°С з продуванням пазів магнІтопроводу ротора повітрям вилучаються органічні складові лаку. Завдяки цьому надійність шару такої електроізоляції зберігається при температурі заливання розплаву електропровідного металу у форму (1140-1280°С). Приклад. На ливарній ділянці заводу по пропонованому способі був виготовлений досвідчений зразок ротора асинхронного електродвигуна серії ЕКВ із мідною короткозамкненою обмоткою. Зібрана ливарна форма була нагріта в камерній печі И 45 з автоматичним регулюванням температури до температури 350°С. Потім пакет магнітопроводу продувався повітрям протягом 20 хвилин. Протягом 170 хвилин ливарна форма нагрівалася без доступу повітря до температури 750°С. За 40 хвилин до закінчення нагрівання ливарної форми в індукційній електропечі типу ИСТ-0,16 була проведена плавка шихти з відходів міді марки Ml масою 65кг. Електромагнітне перемішування металу забезпечило його інтенсивну дегазацію. Потім ливарну форму вийняли з печі, установили на плиті й підключили металопровод із заливальною лійкою. Розплав міді заливався у форму при температурі 1280 °С. Після кристалізації протягом 30 хвилин готовий ротор з короткозамкненою обмоткою був витягнутий з форми й випробуваний. Комп’ютерна верстка В. Мацело 6 Порівняльні результати випробувань асинхронних електродвигунів із пропонованою короткозамкненою мідною обмоткою ротора й серійним ротором з мідною обмоткою показали зниження температури ротора на 13°С, підвищення ККД двигуна на 0,4%. Пропоноване технічне рішення приводить до збільшення контактного електроопору між магнітопроводом і ливарною обмоткою ротора, зниження додаткових втрат і, у кінцевому результаті, до підвищення ККД двигуна й збільшення його експлуатаційної надійності через зниження температури нагрівання ротора. Підвищення ККД двигуна приводить до економії споживаної електроенергії при його експлуатації. Пропоноване технічне рішення дозволяє при виготовленні ротора використати наступні способи заливання роторів: - статичний (у т.ч. сифонний); - відцентровий; - вібраційний; - під тиском. Цей спосіб дуже простий, не вимагає дорогого обладнання й забезпечує високу якість заливання. Джерела інформації: 1. Авторське посвідчення СРСР № 900970, кл. В22D18/04, 1982. 2. Патент на корисну модель України № 30220, кл. Н02К15/08, 2008. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601