CN104300706A

CN104300706A - 一种鼠笼式电机转子

Info

Publication number: CN104300706A
Application number: CN201310296190.1A
Authority: CN
Inventors: 王岳元; 孙申丰; 谭绍洪; 纪玫红
Original assignee: Shanghai Electric Group Shanghai Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Shanghai Electric Group Shanghai Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明公开了一种鼠笼式电机转子，包括轴，设于轴上风扇的风扇、平衡环以及铁心，所述铁心位于平衡环和风扇之间，所述铁心上圆周间隔分布嵌有两端伸出铁心的导条，所述导条两端钎焊连接有端环，其特征在于：所述导条的成分质量百分比为：硅1.5％-1.7％，余量为铜以及不可避免的杂质。在本发明的鼠笼式电机转子中，使用上述成分的导条，导条电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，钎焊接头强度高、导电性能好，可选用低银钎料就能实现导条与端环的钎焊，钎料的含银量由原先45％降至30％，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，并且机械性能优良。

Description

一种鼠笼式电机转子

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种鼠笼式电机转子。

背景技术

鼠笼式电机转子的端环与转子导条的钎焊是电机生产流程中的一个重要环节，钎焊质量的好坏直接影响到电机的性能参数。

其中，转子导条不但要求强度高、塑性好，钎焊性能优良，更要根据电机使用的工况、电机启动电流不同，所拖动负载的转动惯量大小、起动时阻力矩曲线的形状及起动时电机端电压的大小，而需转子导条具有稳定的电导率。

传统的HP_b59-1,HS_n62-1,QAl9-4等转子导条材料，由于材料国家标准中不考核其电导率性能，故其电导率性能极不稳定，而且钎焊性能差。电导率过高，影响电机是否能正常起动；电导率过低，影响电机效率。转子导条的钎焊性能差，会造成钎缝不致密，即钎缝中有气孔、夹渣和未钎透等缺陷。这些缺陷会影响钎焊接头的导电性能，降低钎焊接头的强度，从而不影响电机的性能参数。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种鼠笼式电机转子，以克服现有技术存在上述缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种鼠笼式电机转子，包括轴，设于轴上风扇的风扇、平衡环以及铁心，所述铁心位于平衡环和风扇之间，所述铁心上圆周间隔分布嵌有两端伸出铁心的导条，所述导条两端钎焊连接有端环，其特征在于：所述导条的成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质。

在本发明的鼠笼式电机转子中，采用上述成分的导条，导条的电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，钎焊接头强度高、导电性能好，可选用低银钎料就能实现导条与端环的钎焊，钎料的含银量由原先45%降至30%，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，并且机械性能优良。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细描述：

图1为本发明的结构示意图。

图中：

1-风扇，2-铁心，3-导条，4-端环，5-轴，6-平衡环。

具体实施方式

如图1所示，本发明的鼠笼式电机转子，包括风扇1、铁心2、导条3、端环4、轴5以及平衡环6。

其中，风扇1和平衡环6安装在轴5的两端，铁心2安装在轴5的中间。导条3圆周间隔分布嵌在铁心2上，导条3的两端伸出铁心2的端面，并分别与端环4钎焊在一起。

在本发明中，导条3的成分质量百分比为：硅1.5%-1.7%，余量为铜以及不可避免的杂质。该导条3的制作步骤如下：

1、熔炼：按上述成分将硅块以及电解铜放入中频电炉中熔炼。

具体地，通过称重法配比相应的电解铜及硅，将配比好的电解铜及硅加入中频电炉中熔炼，待全部溶化后进行升温，同时对炉内的铜及硅进行搅拌，搅拌均匀后取样检测，检测合格后再次进行搅拌。

2、铸坯：通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯，熔液浇注温度1190℃，引注速度800转/小时,浇注水压2Mpa；

3、挤制半成品：通过1200T液压卧式单洞水封挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；

具体地，将硅铜锭圆坯加热至870℃出炉，挤压机装上相应的规格的挤压模，以0.2米/分钟的挤压速度进行半成品的挤压，然后进行坯料检验，检验合格后可继续挤压，其中，870℃的挤压加热温度及0.2米/分钟挤压速度能对导条的内部分子组织结构改善有很大的提高，对保证产品中导电性能，机械性能稳定性起关键作用。

4、拉制成品：通过全自动50T液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。

例如：按质量百分比，将1.6%的硅块以及作为余量的电解铜放入中频电炉中熔炼；通过下引连铸机将熔炼产生的原料熔液铸成硅铜锭圆坯，熔液浇注温度1190℃，引注速度800转/小时,浇注水压2Mpa；通过1200T液压卧式单洞水封挤压机将硅铜锭圆坯挤制成导条半成品，挤压机工作压力25Mpa，挤压加热温度870℃，挤压速度0.2米/分钟；通过全自动50T液压拉拔机将导条半成品拉制成导条成品，液压拉拔机工作压力12Mpa，拉拔速度10米/分钟。

在本发明的鼠笼式电机转子中，采用上述成分的导条，导条机械性能优良，电导率稳定，能满足电机对导条电导率的要求，并且钎焊性良好，可选用低银钎料，钎料的含银量由原先45%降至30%，每年可节约材料费几百万元，经济效益非常可观，见表1、表2以及表3。

其中，表1为机械性能数据表。

表1

表2为电性能数据表。

表2

表3为钎焊性能比较表。

表3

为了验证本发明导条的机械性能、电性能以及钎焊性能，以下为相应的验证试验：

一、机械性能试验

试验方法参照GB/T11363―2008。

(1)拉伸试验

根据实际生产情况，选用紫铜、硅铜为母材。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试验时拉棒一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎焊接头的平均抗拉强度见表4。

母材	平均抗拉强度（MPa）
		紫铜+紫铜	226.8
紫铜+硅铜	225.2

表4

(2)剪切试验

试样一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试样均采用搭接接头，均断于母材。钎焊接头的剪切力见表5。

母材试样编号	紫铜+紫铜(kN)	紫铜+硅铜(kN)
			1	25.5	25.0
2	25.5	25.5
			3	25.5	26.0

表5

二、钎焊接头的弯曲试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―160。

试样一端均为紫铜（T2），另一端分别是紫铜（T2）、硅铜（THMD）。钎料为BAg30CuZnSn，钎剂为FB112。试样均采用对接接头。弯曲试验时压头直径为40mm，弯曲角度为60°。

弯曲后，紫铜与紫铜钎焊试样的拉伸面上钎缝区域内，沿任何方向均无缺陷。个别紫铜与硅铜钎焊试样发现有缺陷，但缺陷长度均小于3mm，符合ASME标准Ⅸ卷中相关规定：弯曲后，在导向弯曲试样凸面任意方向上测量，均不得有大于3mm的开口缺陷，弯曲试验过程中在试样棱角处产生的裂纹除外。

三、为了证明硅铜导条与短路环焊接使用低银钎料：BAg30CuZnSn的可行性，还参照ASME标准Ⅸ卷相关要求进行了钎接工艺评定工作。工艺试件的尺寸和形状按照产品实际情况，其中转子导条的材料分别为紫铜和硅铜，并模拟产品实际钎焊过程。钎接工艺评定试验项目为拉伸试验和切片试验。

(1)工艺试件接头切片试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―180。

在电机设计制造过程中，更多需要考虑的是导电性能方面的要求，即如何保证转子导条与短路环之间要有可靠的接触。接头处面积足够大，使其焊缝处接触电阻值尽量小，从而不影响电机的性能参数。为此我们通过解剖钎焊接头，来检查钎缝致密性。

在对钎缝进行了着色检查后发现硅铜导条焊缝区域有个别小气孔，但试样的每个侧面缺陷率均未超过5%，优于ASME标准Ⅸ卷中相关规定：未钎接区的总长度不得超过接头搭接长度的20%。

(2)拉伸试验，试验方法参照ASME标准Ⅸ卷QB―150。

为了保证试验数据的准确性，拉伸试样两端面进行了刨加工，使转子导条位置居中。钎焊接头的平均抗拉强度见表6。

母材	平均抗拉强度(MPa)
		紫铜+紫铜	207.2
紫铜+硅铜	241.4

表6

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种鼠笼式电机转子，包括轴，设于轴上风扇的风扇、平衡环以及铁心，所述铁心位于平衡环和风扇之间，所述铁心上圆周间隔分布嵌有两端伸出铁心的导条，所述导条两端钎焊连接有端环，其特征在于：所述导条的成分质量百分比为：硅1.5％-1.7％，余量为铜以及不可避免的杂质。