CN102861896A - 电机转子槽绝缘铸铝工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转子槽绝缘铸铝工艺，包括熔炼铝液、转子铁心装入铸铝模、浇注、冷却修整铸件，采用压力铸铝工艺时，转子铁心在装入铸铝模前，增加对转子铁心的涂覆、预热工序：涂覆工序为将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中保持5～8分钟，预热工序为将带涂覆材料的转子铁心放入炉中加热到120～150℃烘干；采用离心铸铝工艺时，只增加对转子铁心的涂覆工序即可。涂覆材料的调配方法为，先将28%～32%的磷酸二氢铝加入水中，搅拌8～15分钟；再慢慢加入13%～17%硅溶胶，边加入边搅拌；最后加入4%～6%钛白粉，搅拌8～15分钟。本发明采用特殊涂覆材料，增大横向接触电阻，减少电流损耗，提高电机效率。

Description

电机转子槽绝缘铸铝工艺

技术领域

本发明涉及一种特种铸造领域的铸铝工艺，具体的说是一种电机转子槽绝缘的铸铝工艺。

背景技术

异步电机主要由定子和转子两大部分组成，定子部分主要包括定子铁心、定子绕组和机座等，转子部分主要由转子铁心、转子绕组和转轴构成。转子绕组按结构分为笼型和绕线型，转子绕组的主要作用就是产生电动势和电流，并在旋转磁场的作用下产生电磁力矩使转子转动，转子的铸铝工艺主要是完成转子绕组的铸铝过程，是用铸铝方法铸造出槽内的导条和铁心两端的端环、平衡柱和风扇叶片，使转子成为一个坚实的整体。转子绕组铸铝质量的好坏直接影响异步电机的技术经济指标和运行性能。另外，转子绕组导条和转子铁心间存在一定的接触电阻，通常称为横向接触电阻。横向电流损耗在铸铝转子异步电机总附加损耗中常占有相当大的比重，它的大小直接影响到电机的电磁力矩，进而影响电机的起动性能和电机的效率。因此增加导条和铁心间的接触电阻，对提高电机效率有明显的作用。

转子铸铝方法一般采用压力铸铝和离心铸铝两种工艺。压力铸铝是用压力将融化好的金属铝液注入型腔，待冷却凝固成铸件，整个过程在压力作用下进行，转子铁心可以在冷态下压铸；由于压力铸铝具有较高的生产效率，因此得到广泛应用，但是在提高转子内在质量的同时，由于压铸机的压射比压较高，导条与铁心冲片槽型内缘接触的非常紧密，几乎没有间隙，虽然使用冷轧片，上下面有涂层，但由于冲片时断面上没有绝缘层，导条与断面直接接触，电阻非常小，增加导条间的泄露电流，转子附加损耗大为增加，影响了电机效率等性能指标。离心铸铝是将融化好的金属铝液注入旋转的铝模中，在离心力的作用下充型，凝固成铸件，浇注前转子铁心必须预热。离心铸铝工艺虽然在质量上优于压铸铸铝，但是导条与铁心槽型断口直接接触，仍然对电机效率有影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种电机转子槽绝缘铸铝工艺，采用特殊涂覆材料，增大横向接触电阻，从而减少电流损耗，提高电机效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

电机转子槽绝缘铸铝工艺，包括将铝锭加热熔炼成铝液、转子铁心装入铸铝模、铝液浇注到已经装入转子铁心的铸铝模中、冷却修整铸件，采用压力铸铝工艺时，所述转子铁心在装入铸铝模前，增加对转子铁心的涂覆、预热工序：所述涂覆工序为将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中保持5～8分钟，所述预热工序为将带涂覆材料的转子铁心放入炉中加热到120～150℃烘干；采用离心铸铝工艺时，增加对转子铁心的涂覆工序：将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中保持5～8分钟。 

涂覆材料的各组分及质量百分含量配比如下：

磷酸二氢铝28%～32%，硅溶胶13%～17%，钛白粉4%～6%，其余为水。

本发明的进一步改进在于：所述硅溶胶的密度为1.12～1.21g/ml，硅溶胶的组分中包含以下质量百分含量的物质：

SiO₂20%～25%，Na₂O≤0.06%，其余为水。

涂覆材料的配制工艺，调配方法如下：

按照各组分的质量百分含量进行配比，先将磷酸二氢铝加入水中，搅拌8～15分钟；再慢慢加入硅溶胶，边加入边搅拌；最后加入钛白粉，搅拌8～15分钟，即得成品涂覆材料。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

电机转子槽绝缘铸铝工艺中在浇注过程之前，在采用压力铸铝工艺时，增加涂覆、预热工序；采用离心铸铝工艺时，由于铁心在浇注前必须预热，因此只增加涂覆工序。本发明提高了电机转子槽的绝缘性能，使得转子铁心和导条间的接触电阻变大，降低了电机的横向电流损耗，提高了电机效率。

涂覆材料采用的磷酸二氢铝，易溶于水形成磷酸盐基粘结剂，与转子铁心可以先有一个磷化过程，磷酸盐基粘结剂在预热后固化，具有高粘结强度、高抗折抗压和抗水化性能;在涂覆材料中添加硅溶胶，增加了涂覆材料的粘结度，提高了涂覆材料的韧性，从而使涂覆层的附着力达到更好的效果; 钛白粉可以使涂料具有更好的分散性和适用性，同时作为耐高温材料，在铸铝浇注过程中，保证涂覆材料可以承受铝液的高温，涂覆层不被破坏，保证涂覆层能达到最佳绝缘效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

电机转子槽绝缘铸铝工艺，包括把铝锭加热熔炼成铝液，把转子铁心装入铸铝模，铝液浇注到已经装入转子铁心的铸铝模中，铸成由导条和端环组成的整体铝笼及端环上的风扇叶片和平衡柱，冷却成形后清理、修整铸件。

转子铁心在装入铸铝模前，增加对转子铁心涂覆工序：先按照各组分调配好涂覆材料，各组分的质量百分含量为：磷酸二氢铝：30%，硅溶胶：15%，钛白粉：5%，其余为水。

涂覆材料的调配方法是：按照各组分的质量百分含量配比，先往水中加入磷酸二氢铝，搅拌10分钟；再慢慢加入硅溶胶，边加入边搅拌；最后加入钛白粉，搅拌10分钟。

涂覆材料配置完成后，将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中，保持5分钟完成涂覆工序。当采用压力铸铝工艺时，将带有涂覆材料层的转子铁心放入炉中加热到120℃烘干涂覆材料层，之后把带有涂覆层的转子铁心装入铸铝模；当采用离心铸铝工艺时，因为离心铸铝浇注前必须进行预热，所以直接把带有涂覆层的转子铁心装入铸铝模即可。

使用本发明调配的涂覆材料在铸铝完成后，涂覆层没有损坏，增加了涂覆和预热工序之后，铸铝工艺生产出来的转子由于转子铁心和导条间的接触电阻变大，降低了电机的横向电流损耗，电机启动、制动性能增强，提高了电机效率。

实施例2～实施例6

实施例2～实施例6的涂覆材料各组分的加入顺序、涂覆材料的调配方法、涂覆方式以及转子绕组的铸铝工艺相同，其区别在于：涂覆材料中各组分的百分含量、各组分按顺序加入时的搅拌时间和涂覆完成后的加热温度如表1所示：

表1

Claims (4)

1.电机转子槽绝缘铸铝工艺，包括将铝锭加热熔炼成铝液、转子铁心装入铸铝模、铝液浇注到已经装入转子铁心的铸铝模中、冷却修整铸件，其特征在于：采用压力铸铝工艺时，所述转子铁心在装入铸铝模前，增加对转子铁心的涂覆、预热工序：所述涂覆工序为将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中保持5～8分钟，所述预热工序为将带涂覆材料的转子铁心放入炉中加热到120～150℃烘干；

采用离心铸铝工艺时，增加对转子铁心的涂覆工序：将转子铁心浸入到配制好的涂覆材料中保持5～8分钟。

2. 一种权利要求1中所述的涂覆材料，其特征在于：涂覆材料的各组分及质量百分含量配比如下

磷酸二氢铝28%～32%，硅溶胶13%～17%，钛白粉4%～6%，其余为水。

3.根据权利要求2所述的涂覆材料，其特征在于：所述硅溶胶的密度为1.12～1.21g/ml，硅溶胶的组分中包含以下质量百分含量的物质

SiO₂20%～25%，Na₂O≤0.06%，其余为水。

4.一种权利要求2或3所述的涂覆材料的配制工艺，其特征在于：调配方法如下

按照各组分的质量百分含量进行配比，先将磷酸二氢铝加入水中，搅拌8～15分钟；再慢慢加入硅溶胶，边加入边搅拌；最后加入钛白粉，搅拌8～15分钟，即得成品涂覆材料。