RU2109380C1 - Process of manufacture of collector of electric machine - Google Patents
Process of manufacture of collector of electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109380C1 RU2109380C1 RU95105958A RU95105958A RU2109380C1 RU 2109380 C1 RU2109380 C1 RU 2109380C1 RU 95105958 A RU95105958 A RU 95105958A RU 95105958 A RU95105958 A RU 95105958A RU 2109380 C1 RU2109380 C1 RU 2109380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- collector
- lamellas
- bushing
- coating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 claims description 4
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении коллекторов электрических машин. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of collectors of electrical machines.
Известны способы изготовления коллекторов, в соответствии с которыми коллекторные пластины (ламели) изготавливают из меди или сплавов, помещают в форму для прессования или литья, заполняемую затем пластмассой, соединяющей ламели [1]. Тем самым образуется монолитный цилиндр. Внутри него в процессе заполнения пластмассой может быть запрессована металлическая втулка, которая непосредственно насаживается на вал якоря электрической машины. Таким образом, по этому способу несущим и изолирующим элементом коллектора является пластмасса, в которой размещены ламели. Для большой прочности крепления ламелей последние снабжаются различной конфигурации (типа "ласточкиного хвоста", крючков и пр.) выступами, утопленными в пластмассе. Ламели также снабжаются конструктивными элементами "петушками" для присоединения проводов обмотки. Known methods for the manufacture of collectors, in accordance with which collector plates (lamellas) are made of copper or alloys, placed in a mold for pressing or casting, then filled with plastic connecting lamellas [1]. Thus, a monolithic cylinder is formed. Inside it, in the process of filling with plastic, a metal sleeve can be pressed in, which is directly mounted on the armature shaft of the electric machine. Thus, in this method, the supporting and insulating element of the collector is plastic, in which the lamellas are placed. For great lamella fastening, the latter are supplied with various configurations (such as a "dovetail", hooks, etc.) with protrusions recessed in plastic. The lamellas are also equipped with structural elements "cocks" for connecting the wires of the winding.
Этот способ имеет меньшую по сравнению с ранее созданным, предусматривающим сборку и совместное крепление ламелей и изолирующих прокладок механических способов с помощью стяжных колец и шпилек трудоемкость, но не обеспечивает достаточной прочности коллекторов при высоких скоростях вращения (40 м/с и выше). This method has less laboriousness compared to the previously created one, involving the assembly and joint fastening of lamellas and insulating gaskets of mechanical methods using coupling rings and studs, but does not provide sufficient collector strength at high speeds of rotation (40 m / s and above).
Известен также способ [2], в соответствии с которым коллекторные пластины изготавливают из алюминиевого сплава, подвергают оксидированию, обеспечивающему электрическую изоляцию между пластинами, затем собирают на приспособлении и стягивают клеевым бандажом. Затем рабочую поверхность коллектора протачивают на токарном станке с целью снятия с нее окисной пленки и проводят химическую обработку для получения токопроводящей пленки. There is also known a method [2], according to which the collector plates are made of aluminum alloy, oxidized to provide electrical insulation between the plates, then assembled on a fixture and tightened with an adhesive bandage. Then the working surface of the collector is machined on a lathe in order to remove the oxide film from it and a chemical treatment is carried out to obtain a conductive film.
Провода обмотки якоря соединяют с коллекторными пластинами с помощью предварительно запрессованных в них лепестков. The wires of the armature winding are connected to the collector plates using the petals pre-pressed into them.
Недостатком этого способа, избранного в качестве прототипа, является, во-первых, применение в качестве материала коллекторных пластин алюминия (его электросопротивление в полтора раза выше, чем у меди), во-вторых, значительная трудоемкость на операциях сборки пластин, намотки и склеивания бандажей, химической обработки. The disadvantage of this method, selected as a prototype, is, firstly, the use of collector plates of aluminum as a material (its electrical resistance is one and a half times higher than that of copper), and secondly, the considerable complexity in the operations of plate assembly, winding and gluing bandages chemical treatment.
Известен также способ изготовления коллекторов электрических машин [3], согласно которому на втулке коллектора, изготовленной из электропроводного материала (титана), закрепляют токопроводящие ламели, а затем формируют на участках поверхности втулки между ламелями электроизоляционное покрытие в виде оксидной пленки. There is also known a method of manufacturing collectors of electrical machines [3], according to which conductive lamellas are fixed on a collector sleeve made of an electrically conductive material (titanium), and then an insulating coating in the form of an oxide film is formed on the surface sections of the sleeve between the lamellas.
Данный способ характеризуется большим набором технологических операций и конструктивных элементов, составляющих изготавливаемый коллектор, что усложняет процесс изготовления коллекторов и снижает их прочность. This method is characterized by a large set of technological operations and structural elements that make up the collector, which complicates the manufacturing process of collectors and reduces their strength.
Предлагаемый способ направлен на обеспечение высокой прочности коллектора и одновременное снижение трудоемкости его изготовления. The proposed method is aimed at ensuring high collector strength and at the same time reducing the complexity of its manufacture.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
Тело коллектора в виде цилиндрической втулки изготавливают из алюминиевого сплава (на наружной цилиндрической поверхности втулки могут быть выполнены продольные пазы типа "ласточкин хвост"). Втулка подвергается оксидированию для образования электроизоляцинного покрытия в виде фрагментов цилиндрической смежной втулки и имеет продольные выступы типа "ласточкиного хвоста", помещенные в пазы на алюминиевой втулке. В таком случае они могут быть изготовлены отдельно и запрессованы в пазы алюминиевой втулки. При другом исполнении ламели могут быть сформированы путем нанесения на алюминиевую втулку (как имеющую пазы "ласточкин хвост", так и без них) медного электропроводящего покрытия, например, методом плазменного напыления с последующим его разделением на параллельные оси втулки полосы (ламели). Кроме того, ламели охарактеризованной конструкции могут быть сформированы с использованием маски также методом плазменного напыления. На ламелях формируются элементы для присоединения проводов обмотки якоря. The collector body in the form of a cylindrical sleeve is made of aluminum alloy (longitudinal dovetail grooves can be made on the outer cylindrical surface of the sleeve). The sleeve is oxidized to form an electrical insulating coating in the form of fragments of a cylindrical adjacent sleeve and has longitudinal dovetail protrusions placed in grooves on the aluminum sleeve. In this case, they can be manufactured separately and pressed into the grooves of the aluminum sleeve. In another embodiment, the lamellas can be formed by applying to the aluminum sleeve (both having dovetail grooves and without them) a copper conductive coating, for example, by plasma spraying with its subsequent division into strips (lamellas) parallel to the axis of the sleeve. In addition, the lamellas of the described construction can be formed using a mask also by plasma spraying. Elements for connecting the wires of the armature winding are formed on the lamellas.
Тем самым, достигается высокая прочность и жесткость коллектора, интенсивный теплоотвод от ламелей, что повышает износостойкость их (и коллектора в целом) и обеспечивается возможность работы коллекторов при весьма высоких скоростях вращения (выше 40 м/с). Thus, high collector strength and rigidity, intensive heat removal from the lamellas are achieved, which increases their wear resistance (and the collector as a whole) and the collectors can operate at very high rotation speeds (above 40 m / s).
На фиг.1 изображена цилиндрическая втулка 1 из алюминиевого сплава с электроизоляционным покрытием в виде окисной пленки 2 и с токопроводящими ламелями 3, имеющими "петушки" 4; на фиг.2 - втулка 1 с пазами "ласточкин хвост" и ламелями 3 с выступами "ласточкин хвост". Figure 1 shows a cylindrical sleeve 1 of an aluminum alloy with an electrical insulating coating in the form of an
По предлагаемому способу были изготовлены коллекторы с использованием всех описанных вариантов. Из сплава Д16 изготавливались втулки с наружным диаметром 25 мм, внутренним 10 мм и длиной 20 мм, на части из них на долбежном станке выполнялись пазы типа "ласточкин хвост". Затем втулки подвергались электрохимическому оксидированию на глубину 80 мкм. Напряжение пробоя такой пленки, представляющей собой электроизоляционное покрытие, составляет не менее 1,6 кВ. На втулки без пазов на установке плазменного напыления наносилось медное электропроводное покрытие толщиной 1,8 мм, затем оно обрабатывалось на токарном станке до толщины 1,5 мм, а затем на вырезном электроэрозионном станке проволокой диаметром 0,3 мм в покрытии прорезались пазы до оксидной пленки. Ширина ламелей при этом составляла 3 мм. На такие же втулки тем же методом наносилось менее электропроводное покрытие через молибденовую маску, при этом ламели формировались в процессе нанесения электропроводного покрытия. С одного края втулки покрытие выполнялось толщиной 4 мм на длине 3 мм, выступ не протачивался на токарном станке, на нем же формировалась канавка для присоединения проводов обмотки якоря. Величина адгезии медного покрытия к оксидной пленке превышала 3 МПа. According to the proposed method, collectors were manufactured using all the described options. Bushings with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 10 mm and a length of 20 mm were made of D16 alloy; dovetail grooves were made on parts of them on a mortising machine. Then the bushings were subjected to electrochemical oxidation to a depth of 80 μm. The breakdown voltage of such a film, which is an electrical insulating coating, is at least 1.6 kV. A 1.8 mm thick copper conductive coating was applied to the bushings without grooves in the plasma spraying unit, then it was processed on a lathe to a thickness of 1.5 mm, and then on a cutting EDM machine a wire with a diameter of 0.3 mm was cut into the coating to form an oxide film . The width of the lamellas was 3 mm. A less electrically conductive coating was applied to the same bushings by the same method through a molybdenum mask, while lamellas were formed during the application of the electrically conductive coating. From one edge of the sleeve, the coating was 4 mm thick over a length of 3 mm, the protrusion did not extend on the lathe, and a groove was formed on it for connecting the armature winding wires. The adhesion of the copper coating to the oxide film exceeded 3 MPa.
Две втулки с пазами "ласточкин хвост" изготавливались выдавливанием из меди ламели с продольным выступом "ласточкин хвост", которые затем запрессовывались в пазы втулки. Концы ламелей, выступающие с одной стороны коллектора за его пределом, со срезанным выступом, загибались в сторону цилиндрической поверхности коллектора, образуя "петушки" для присоединения проводов обмотки якоря. Two bushings with dovetail grooves were made by extruding from the copper a lamella with a longitudinal dovetail protrusion, which were then pressed into the sleeve grooves. The ends of the lamellas, protruding on one side of the collector beyond its limit, with a cut-off protrusion, were bent to the side of the cylindrical surface of the collector, forming “cocks” for connecting the wires of the armature winding.
Такие коллекторы успешно прошли испытания при скорости вращения 55 тыс. об/мин (77 м/с). Such collectors have successfully passed tests at a speed of rotation of 55 thousand rpm (77 m / s).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95105958A RU2109380C1 (en) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Process of manufacture of collector of electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95105958A RU2109380C1 (en) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Process of manufacture of collector of electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95105958A RU95105958A (en) | 1997-11-10 |
| RU2109380C1 true RU2109380C1 (en) | 1998-04-20 |
Family
ID=20166844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95105958A RU2109380C1 (en) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Process of manufacture of collector of electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2109380C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098699A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Tavrida Electric Industrial Group | Device for integration of the movable current collector in the vacuum arc - quenching chamber with a circuit breaker terminal |
| RU2501134C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Method for generation of oxide film at working surface of dc machine collector |
-
1995
- 1995-04-18 RU RU95105958A patent/RU2109380C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Осьмаков А.А. Технология и оборудование производства электрических машин. - М.: Высшая школа, 1971, с. 125. 2. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098699A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Tavrida Electric Industrial Group | Device for integration of the movable current collector in the vacuum arc - quenching chamber with a circuit breaker terminal |
| RU2501134C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Method for generation of oxide film at working surface of dc machine collector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6088906A (en) | Method of manufacturing squirrel cage rotors | |
| US4933587A (en) | DC motor having improved contact between commutator and armature | |
| US3861027A (en) | Method of manufacturing a rotor assembly for a dynamo electric machine | |
| EP0127801B1 (en) | Commutator for an electric machine and method of making it | |
| RU2109380C1 (en) | Process of manufacture of collector of electric machine | |
| RU2648256C2 (en) | Rotor of a dynamoelectric machine | |
| US3237274A (en) | Method of making extended foil capacitors | |
| DE1613119C3 (en) | Unipolar machine | |
| US3376443A (en) | Commutator and method of making | |
| US2953698A (en) | Commutator for dynamo-electric machines and method of manufacturing | |
| US4267475A (en) | Current supply arrangement for electric machine rotor winding | |
| CN209787005U (en) | Motor rotor | |
| US5140125A (en) | Wire-electrode arrangement for spark-erosive cutting | |
| US4851728A (en) | Commutator for an electric machine | |
| US3546649A (en) | Convoluted conductor assembly and method of making the same | |
| US5199162A (en) | Method for the manufacture of a wire-electrode for spark-erosive cutting | |
| SU1098069A1 (en) | Tooth zone of compound magnetic circuit of electric machine and method of manufacturing it | |
| GB2045541A (en) | Current supply arrangement in electric machine slip ring | |
| SU1076992A1 (en) | Process for manufacturing collector of electric machine | |
| RU2128388C1 (en) | End-plate commutator manufacturing process | |
| JP2001224114A (en) | Processing method for mineral insulated conductor | |
| SU1173471A1 (en) | Process of manufacturing electric machine collector | |
| SU1676005A1 (en) | Electric machine stator | |
| SU1208683A1 (en) | Method of resistance butt welding of multiwire tipped conductors | |
| JPH0818185B2 (en) | Wire for wire electrical discharge machining |