一种径向同心组合式电机定子及其制备方法

本发明涉及电机定子制备，特别是涉及一种径向同心组合式电机定子及其制备方法。

背景技术：

1、随着工业现代化的进行，生产中对电机的需求越来越多，电机在工业发展中的地位也越来越重要。在电机的定子制备过程中，由于定子制备所用材料会对电机定子的性能和铁芯损耗产生巨大的影响，因此近年来，随着对于电机材料的研究力度的加大，期望通过改变材料获得更加优良的电机性能。

2、传统的硅钢作为电机用定子时，在使用过程中有着很大的缺陷：硅钢电机不适应在高频大功率场合的应用，因为当电机工作时的频率大于基频时，电机的铁芯损耗迅速增大，进而导致铁芯温度的增加，加上大功率运行会产生热应力，导致定子使用寿命短，因此开发一种长寿命、适合高频大功率场合且铁芯损耗小的电机定子迫在眉睫。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

2、提供一种径向同心组合式电机定子，其包括：外圈定子以及内圈定子，所述内圈定子径向且同心嵌设于所述外圈定子的内周壁上。

3、在本发明一个较佳实施例中，所述外圈定子的内侧设置有连接槽，所述内圈定子的外侧设置有连接凸块，所述连接槽与所述连接凸块相连接。

4、内圈定子的的中部设置有用于放置转子的中心孔，中心孔的周围阵列有多个用于放置绕组的安装槽，且所述安装槽设置于所述连接凸块的内侧。

5、一种径向同心组合式电机定子的制备方法，其步骤包括：

6、(1)真空冶炼：将外圈定子原材料和内圈定子原材料分别放置在对应的真空感应炉中进行冶炼，以得到外圈定子铸锭和内圈定子铸锭，其中，真空感应炉的温度为800℃～1600℃；

7、外圈定子原材料中的成分及其质量百分比包括：s i：6.4％～7％、re(稀土)：0.005％～0.5％、cu：0.5～1％、b：0.001～0.003％、nb：0.05～0.07％，余量为fe和不可避免的杂质；

8、内圈定子原材料中的成分及其质量百分比包括：s i：1.00～5.0％、c：0.10～0.22％、mn：5.80～8.50％、mo：0.10～0.25％、cr：0.15～0.30％，余量为fe和不可避免的杂质；

9、(2)锻造：将步骤(1)熔炼好的外圈定子铸锭和内圈定子铸锭进行加热保温，锻成外圈定子钢坯和内圈定子钢坯，加热温度为800-1200℃,保温时间为30min；

10、(3)热处理：将外圈定子钢坯和内圈定子钢坯置于气氛炉内，并向气氛炉中通入混合气体，以进行退火处理，退火温度为950℃～1000℃之间，升温速度为10℃/min，退火时间为6～12h，随后进行淬火；

11、(4)机加工处理：首先采用化学除锈剂对热处理后的内外圈定子钢坯的表面进行除锈处理；然后采用清洗剂对内外圈定子钢坯进行超声清洗，以取出残留的除锈剂，确保内外圈定子绝缘良好并防止缝隙腐蚀；采用光纤激光切割机分别对内外圈定子钢坯进行切割，以形成最终的内外圈定子，切割定位精度为±0.1mm；

12、(5)定子组装：将切割好的内圈定子的表面涂设若干层低粘度且化学惰性的冷却液，冷却液厚度为1-10μm，然后将其嵌入在外圈定子内，以形成径向同心组合式电机定子，且外圈定子的饱和磁感应强度>1.9t、抗拉强度>700mpa；内圈定子的饱和磁感应强度>1.4t、抗拉强度>900mpa。

13、在本发明一个较佳实施例中，步骤(1)中，所述re的成分包括镧、铈、钕、钇的一种或多种。

14、在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中，所述混合气体为氢气与氮气混合气体，氢气和氮气的体积百分比分别为70～90％和10～30％。

15、在本发明一个较佳实施例中，步骤(4)中，除锈处理采用的化学除锈剂的成分及其质量百分比包括：丹宁酸：2-25％、草酸：2～8％、磷酸：5～27％、乙二醇：10～17％、余量为水。

16、在本发明一个较佳实施例中，步骤(5)中，冷却液包括正十二烷、十氟-3-甲氧基-2-三氟甲基戊烷、全氟三丙胺的一种或多种。

17、本发明的有益效果是：制备出了具有低铁损、高饱和磁感应强度、高加速梯度、低热应力、高抗拉强度、长寿命的组合式电机定子，能承受在高加速梯度及高功率运行期间的热应力，提高电机的效率和使用寿命，可以在高速电机领域可得到广泛应用。

技术特征：

1.一种径向同心组合式电机定子，其特征在于，包括：外圈定子以及内圈定子，所述内圈定子径向且同心嵌设于所述外圈定子的内周壁上。

2.根据权利要求1所述的一种径向同心组合式电机定子，其特征在于，所述外圈定子的内侧设置有连接槽，所述内圈定子的外侧设置有连接凸块，所述连接槽与所述连接凸块相连接。

3.一种径向同心组合式电机定子的制备方法，其步骤包括：

4.根据权利要求1所述的一种径向同心组合式电机定子及其制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述re的成分包括镧、铈、钕、钇的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种径向同心组合式电机定子及其制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述混合气体为氢气与氮气混合气体，氢气和氮气的体积百分比分别为70～90%和10～30%。

6.根据权利要求1所述的一种径向同心组合式电机定子及其制备方法，其特征在于，步骤（4）中，除锈处理采用的化学除锈剂的成分及其质量百分比包括：丹宁酸：2-25%、草酸：2～8%、磷酸：5～27%、乙二醇：10～17%、余量为水。

7.根据权利要求1所述的一种径向同心组合式电机定子及其制备方法，其特征在于，步骤（5）中，冷却液包括正十二烷、十氟-3-甲氧基-2-三氟甲基戊烷、全氟三丙胺的一种或多种。

技术总结本发明公开了一种径向同心组合式电机定子及其制备方法，外圈定子以及内圈定子，所述内圈定子径向且同心嵌设于所述外圈定子的内周壁上，其制备方法包括真空状态下分别冶炼出内圈定子和外圈定子，再将其分别锻造、热处理、机加工，最后将内圈定子表面涂一层低粘度、化学惰性的冷却液后嵌入外圈定子结构中。本发明制备的径向同心组合式电机定子具有杂质较少，化学成分分布均匀，结构致密的特点，拥有更好的力学性能和磁性能，较低的热应力，适合高频大功率场合。技术研发人员：钟怀玉,李立淇受保护的技术使用者：沙洲职业工学院技术研发日：技术公布日：2024/8/1