补偿式脉冲发电机定子加工工艺的制作方法
【专利摘要】一种补偿式脉冲发电机定子包括机座和定子本体，定子本体包括定子铁芯、电枢绕组、胶凝材料和绝缘板，定子铁芯是内环无槽定子铁芯，定子铁芯固定安装在机座内，电枢绕组通过胶凝材料固定在无槽定子铁芯内侧，电枢绕组内侧固定安装绝缘板；一种补偿式脉冲发电机定子加工工艺，工艺手段、工装模具三者相结合的加工方法，使得机座整体对称平衡重心在其轴线，电枢绕组内侧弧面和绝缘板内侧弧面都平滑并且左右对称，补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线。
【专利说明】补偿式脉冲发电机定子加工工艺
[0001]【技术领域】:
本发明涉及发电机加工制造领域，尤其是补偿式脉冲发电机定子加工工艺。
[0002]【背景技术】:
目前使用的补偿脉冲发电机作为一种惯性储能高功率脉冲电源，是借助电磁感应和磁通补偿原理，向负载提供大电流脉冲的旋转发电机。与其它储能形式的脉冲功率源相比，采用空芯补偿脉冲发电机具有能量密度和功率密度高的综合优势，它的高效率、高转速、高能量，在电磁炮、电热化学炮、定向能炮等新概念武器的驱动电源中具有重要的应用，备受军方的关注，补偿式脉冲发电机具有好的市场前景。
[0003]补偿脉冲发电机转子转速高，平衡量小，对于定子的加工质量要求高，补偿式脉冲发电机定子的整体设计、零件设计、部件安装都与常规电机不同，所以在补偿式脉冲发电机定子部件的加工过程中存在很多技术问题需要克服:定子的机座前止口、后止口及铁芯同轴度的要求极高；线圈直接粘结在定子铁芯内壁上，要求平滑过度，保证定、转子之间的气隙均匀，气隙差要小；线圈取型困难。
[0004]综上所述，因补偿脉冲发电机具有良好的市场前景，它的高效率、高转速、高能量斗取决于定子和转子的加工质量，需要提供一种保证补偿式脉冲发电机定子加工精度及质量的加工工艺，使补偿式脉冲发电机正常运转。
[0005]
【发明内容】
:
本发明是为了提供一种加工方便同时成本低，能保证产品质量的高速旋转补偿脉冲发电机的定子的加工方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种补偿式脉冲发电机定子包括机座和定子本体，定子本体包括定子铁芯、电枢绕组、胶凝材料和绝缘板，定子铁芯由定子冲片叠加安装后压紧并卡死构成，定子铁芯是内环无槽定子铁芯，定子铁芯固定安装在机座内，电枢绕组通过胶凝材料固定在无槽定子铁芯内侦牝电枢绕组内侧固定安装绝缘板；机座整体对称平衡，机座重心在其轴线，电枢绕组内侧弧面和绝缘板内侧弧面都平滑并且左右对称，补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线。
[0007]上述的一种补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，包括以下步骤:
A机座加工:
对机座进行退火消除机座应力，计算配重，加配重使机座重心在其轴线，然后粗车机座内各个圆面留量，然后对机座进行振动时效，消除机座残留应力，然后再次计算配重，加配重使机座重心在其轴线，然后进行钻孔并攻丝，最终得到整体对称平衡的成品机座；
B定子铁芯加工安装:
定子铁芯是内环无槽定子铁芯，精车定子铁芯得到重心在其轴线的成品定子铁芯；将成品定子铁芯固定安装在成品机座内；
C电枢绕组加工安装:
将绕制得到的电枢绕组固定在成品定子铁芯内侧，然后向电枢绕组灌注胶凝材料，在胶凝材料未固化之前将电枢绕组和胶凝材料的弧面整形至平滑对称，胶凝材料固化后在电枢绕组内侧固定安装绝缘板，将绝缘板的弧面整形至平滑对称，得到初步成型的补偿式脉冲发电机定子，对初步成型的补偿式脉冲发电机定子整体浸绝缘漆，烘干后对补偿式脉冲发电机定子进行计算配重，加配重使补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线，得到成型的补偿式脉冲发电机定子。
[0008]最佳的，使用镗刀精细平整机座的两个开口端面和绝缘板内圆面。
[0009]最佳的，电枢绕组固定在成品定子铁芯内侧后、胶凝材料未固化前的弧面整形和绝缘板固定安装在电枢绕组内侧后，均使用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称。胀胎是个与定子内壁弧面相匹配的模具，模具外圆圆度和同轴度都符合要求，胀胎可以将定子内壁弧面顶紧整形至弧面平滑对称。
[0010]最佳的，胶凝材料是有机胶凝材料中的树脂基复合材料或者环氧树脂材料。
[0011]最佳的，机座和定子铁芯同轴，机座内壁的圆度小于0.005mm,定子铁芯内环和外环的圆度分别小于0.005mm ;机座内壁的同轴度小于0.005mm,定子铁芯内环和外环的同轴度分别小于0.005mm。
[0012]最佳的，绝缘板由磁性槽楔板制成。
[0013]最佳的，电枢绕组外侧包裹了双玻璃丝包亚胺薄膜后又包裹了云母带，电枢绕组是扁平状，电枢绕组的截面是长方行。
[0014]最佳的，电枢绕组和定子铁芯均使用低电阻率导体。
[0015]最佳的，机座是由Q345A材料组焊而成。
[0016]由上述技术方案可知，本发明有以下优点:
其一，整体对称平衡、尺寸精度很高的补偿式脉冲发电机定子。机座加工过程中多次计算配重和加配重，使机座重心在其轴线，机座重心最好是在其轴线中点，机座加工过程中采用仪表监测机座和定子铁芯的圆度和同轴度，最终要达到机座和定子铁芯同轴的同时机座内壁的圆度小于0.005mm,机座内壁的同轴度小于0.005mm ;定子铁芯是由定子冲片叠装、紧固后得到重量均匀对称的内环无槽定子铁芯，精车后的定子铁芯整体重心在其轴线，重心最好是在其轴线中点，定子铁芯内环和外环的圆度都小于0.005_，定子铁芯内环和外环的同轴度小于0.005mm，达到以上这些质量要求，才能是符合质量要求的补偿式脉冲发电机定子。
[0017]其二，补偿式脉冲发电机定子内弧面平滑对称。将绕制得到的电枢绕组固定在成品定子铁芯内侧，然后向电枢绕组灌注胶凝材料，在胶凝材料未固化之前将电枢绕组和胶凝材料的弧面整形至平滑对称，灌注的胶凝材料可以增强电枢绕组的机械强度，同时防止电枢绕组发生回弹变形，电枢绕组和胶凝材料的弧面平滑对称，胶凝材料固化后在电枢绕组内侧固定安装绝缘板，将绝缘板的弧面整形至平滑对称。粘结在定子铁芯内的电枢绕组、胶凝材料和绝缘板都采用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称后固定成型，保证补偿式脉冲发电机定子内径的圆度和内弧面的平滑对称，只有这种结构才能使定、转子之间的气隙均匀，气隙差小，最终加工出来的补偿式脉冲发电机定子能满足补偿式脉冲发电机每分钟转速15000转的质量要求。
[0018]其三，细节到每一个地方。将补偿式脉冲发电机定子卧立，找正定子内圆面后，使用镗刀精细平整机座的两个开口端面和绝缘板内圆面；枢绕组外侧包裹了双玻璃丝包亚胺薄膜后又包裹了云母带；电枢绕组和定子铁芯均使用低电阻率导体；绝缘板由磁性槽楔板制成；带工装整体浸绝缘漆，防止电枢绕组固化后，有些高点卸下工装后反弹，保证绝缘漆的固化效果；以上所有操作都是为了保证了补偿式脉冲发电机定子的精细度，满足补偿式脉冲发电机每分钟15000转的需要。
[0019]【专利附图】
【附图说明】:
附图1是补偿式脉冲发电机定子结构示意图。
[0020]附图2是补偿式脉冲发电机定子结构示意图A-A面的剖面图。
[0021 ] 图中，机座1、定子铁芯2、电枢绕组3、胶凝材料4和绝缘板5。
[0022]【具体实施方式】:
结合本发明实施例中的附图，对发明实施例的技术方案做进一步的详细阐述。
[0023]补偿脉冲发电机每分钟转速是15000转，所以对补偿式脉冲发电机定子加工精度及质量要求都很高，本发明是补偿脉冲发电机定子以及利用机床、工艺手段、工装模具三者相结合的补偿脉冲发电机定子的加工方法。
[0024]一种补偿式脉冲发电机定子包括由Q345A材料组焊而成的机座I和定子本体，定子本体包括定子铁芯2、电枢绕组3、胶凝材料4和绝缘板5。机座I整体对称平衡，机座I内壁的圆度小于0.005_，机座I内壁的同轴度小于0.005_，机座I重心在其轴线，最完美的情况是机座I重心在其轴线中点。定子铁芯2是由定子冲片叠装、紧固后得到重量均匀对称的内环无槽定子铁芯2，精车后的定子铁芯2整体重心在其轴线，最完美的情况是定子铁芯2重心在其轴线中点，定子铁芯2内环和外环的圆度分别小于0.005_，定子铁芯2内环和外环的同轴度分别小于0.005mm,定子铁芯2和机座I同轴,定子铁芯2固定安装在机座I内。电枢绕组3外侧包裹了双玻璃丝包亚胺薄膜，最外面包裹了云母带，电枢绕组3是扁平状，电枢绕组3的截面是长方行，电枢绕组3通过有机胶凝材料4中的树脂基复合材料或者环氧树脂材料固定在无槽定子铁芯2内侧，电枢绕组3和定子铁芯2均使用低电阻率导体，电枢绕组3内侧固定安装由磁性槽楔板制成的绝缘板5，绝缘板5由磁性槽楔板制成，电枢绕组3内侧弧面和绝缘板5内侧弧面都平滑并且左右对称。补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线，最完美的情况是补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线中点。
[0025]上述补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，包括以下步骤:
第一步，机座I加工:
机座I是由Q345A材料组焊而成的，对机座I进行退火，消除机座I焊接应力和材料自身的内应力，计算配重，加配重使机座I重心在其轴线，然后粗车机座I内各个圆面留量，机座I内壁的圆度小于0.005_，机座I内壁的同轴度小于0.005_，然后对机座I进行振动时效，消除机座I内部残留应力和粗加工产生加工应力，然后再次计算配重，加配重使机座I重心在其轴线，然后进行钻孔并攻丝，最终得到整体对称平衡的成品机座I。
[0026]机座I加工过程至少一次计算配重，并按计算重量在机座I接线盒对称位置焊配重块，加工过程中要减小机座I产生的变形，最终得到机座I重心在其轴线的、对称平衡的成品机座I。
[0027]第二步，定子铁芯2加工安装:
定子铁芯2是由定子冲片叠装、紧固后得到重量均匀对称的内环无槽定子铁芯2，精车定子铁芯2得到整体重心在其轴线的成品定子铁芯2，最完美的情况是定子铁芯2整体重心在其轴线中点，定子铁芯2内环和外环的圆度分别都小于0.005_，定子铁芯2内环和外环的同轴度分别都小于0.005mm ;将成品定子铁芯2固定安装在成品机座I内；
第三步，电枢绕组3加工安装:
电枢绕组3铜线的外侧包裹了双玻璃丝包亚胺薄膜然后包裹了云母带，电枢绕组3是扁平状，电枢绕组3的截面是长方行，将绕制得到的电枢绕组3固定在成品定子铁芯2内侧，然后向电枢绕组3灌注胶凝材料4，所述胶凝材料4可以是有机胶凝材料4中的树脂基复合材料或者环氧树脂材料，在胶凝材料4未固化之前将电枢绕组3和胶凝材料4的弧面整形至平滑对称，胶凝材料4固化后在电枢绕组3内侧固定安装由磁性槽楔板制成的绝缘板5，使用镗刀精细平整机座I的两个开口端面和绝缘板5内圆面，得到初步成型的补偿式脉冲发电机定子。
[0028]电枢绕组3固定在成品定子铁芯2内侧后使用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称，胶凝材料4未固化前的弧面整形也是使用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称，绝缘板5固定安装在电枢绕组3内侧后也使用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称。
[0029]对初步成型的补偿式脉冲发电机定子整体浸绝缘漆，烘干后对补偿式脉冲发电机定子进行计算配重，使补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线，最完美的情况是补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线中点，即得到成型的补偿式脉冲发电机定子。
[0030]上述补偿式脉冲发电机定子的机座I加工过程中多次计算配重和加配重，使机座I重心在其轴线，机座I圆度和同轴度要求都很高，机座I整体对称平衡、尺寸精度很高。
[0031]补偿式脉冲发电机的定子铁芯2是由定子冲片叠装、紧固后得到重量均匀对称的内环无槽定子铁芯2，精车定子铁芯2得到整体重心在其轴线的成品定子铁芯2，定子铁芯2内环和外环的圆度、同轴度都要求很高，将成品定子铁芯2固定安装在成品机座I内。
[0032]绕制得到的电枢绕组3通过灌注胶凝材料4固定在无槽定子铁芯2内侧，在胶凝材料4未固化之前将电枢绕组3和胶凝材料4的弧面整形至平滑对称，灌注的胶凝材料4可以增强电枢绕组3的机械强度的同时防止电枢绕组3发生回弹变形。
[0033]补偿式脉冲发电机定子整体均匀对称平衡，重心在其轴线，内弧面平滑对称，圆度和同轴度要求都很高，可以保证定、转子之间的气隙均匀，气隙差小，加工出来的补偿式脉冲发电机定子能满足补偿式脉冲发电机每分钟转速15000转的质量要求。
[0034]上述补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，是机床、工艺手段、工装模具三者结合的补偿脉冲发电机定子的加工方法，高质量、高精度的得到了满足补偿式脉冲发电机每分钟转速15000转的质量要求的补偿式脉冲发电机定子。
【权利要求】
1.一种补偿式脉冲发电机定子，补偿式脉冲发电机定子包括机座和定子本体，定子本体包括定子铁芯和电枢绕组，定子铁芯由定子冲片叠加安装后压紧并卡死构成，其特征在于:补偿式脉冲发电机定子本体还包括胶凝材料和绝缘板，定子铁芯是内环无槽定子铁芯，定子铁芯固定安装在机座内，电枢绕组通过胶凝材料固定在无槽定子铁芯内侧，电枢绕组内侧固定安装绝缘板；机座整体对称平衡，机座重心在其轴线，电枢绕组内侧弧面和绝缘板内侧弧面都平滑并且左右对称，补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线。
2.权利要求1所述的一种补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤: A机座加工: 对机座进行退火消除机座应力，计算配重，加配重使机座重心在其轴线，然后粗车机座内各个圆面留量，然后对机座进行振动时效，消除机座残留应力，然后再次计算配重，加配重使机座重心在其轴线，然后进行钻孔并攻丝，最终得到整体对称平衡的成品机座； B定子铁芯加工安装: 定子铁芯是内环无槽定子铁芯，精车定子铁芯得到重心在其轴线的成品定子铁芯；将成品定子铁芯固定安装在成品机座内； C电枢绕组加工安装: 将绕制得到的电枢绕组固定在成品定子铁芯内侧，然后向电枢绕组灌注胶凝材料，在胶凝材料未固化之前将电枢绕组和胶凝材料的弧面整形至平滑对称，胶凝材料固化后在电枢绕组内侧固定安装绝缘板，将绝缘板的弧面整形至平滑对称，得到初步成型的补偿式脉冲发电机定子，对初步成型的补偿式脉冲发电机定子整体浸绝缘漆，烘干后对补偿式脉冲发电机定子进行计算配重，加配重使补偿式脉冲发电机定子整体对称平衡，补偿式脉冲发电机定子整体重心在其轴线，得到成型的补偿式脉冲发电机定子。
3.根据权利要求2所述的一种补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，其特征在于:使用镗刀精细平整机座的两个开口端面和绝缘板内圆面。
4.根据权利要求2所述的一种补偿式脉冲发电机定子的加工工艺，其特征在于:电枢绕组固定在成品定子铁芯内侧后、胶凝材料未固化前的弧面整形和绝缘板固定安装在电枢绕组内侧后，均使用胀胎顶紧整形至弧面平滑对称。
5.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:胶凝材料是有机胶凝材料中的树脂基复合材料或者环氧树脂材料。
6.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:机座和定子铁芯同轴，机座内壁的圆度小于0.005mm,定子铁芯内环和外环的圆度分别小于0.005mm ;机座内壁的同轴度小于0.005mm,定子铁芯内环和外环的同轴度分别小于0.005mm。
7.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:绝缘板由磁性槽楔板制成。
8.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:电枢绕组外侧包裹了双玻璃丝包亚胺薄膜后又包裹了云母带，电枢绕组是扁平状，电枢绕组的截面是长方行。
9.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:电枢绕组和定子铁芯均使用低电阻率导体。
10.根据权利要求1-2所述的任意一种补偿式脉冲发电机定子，其特征在于:机座是由Q345A材料组焊而成。
【文档编号】H02K1/12GK104135091SQ201410426698
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】刘向萍, 李兆军, 张海龙, 尹成红, 马秀红, 袁鹏, 张利, 何梅 申请人:宁夏西北骏马电机制造股份有限公司