CN104767334A - 一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法，属于电动机技术领域,包括转子，所述转子的铁芯中包含鼠笼条互相靠近或相切的内、外鼠笼，内、外鼠笼的鼠笼条两端的端环分别联结为一体；所述外鼠笼使用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼使用的是电阻率较低的纯铜（紫铜）棒材料。一种复合笼条高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤：1）转子铁心叠压； 2）内鼠笼纯铜（紫铜）棒穿插；3）对转子外鼠笼铸铝。本发明结构合理简单、制备方法科学先进，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法，属于电动机技术领域。
背景技术
目前电力机械常用交流异步电动机，通常采用鼠笼式转子结构，其主要缺点在于启动特性较差，在体积限制情况下，效率提高有限。在中小功率范围内电机要达到IE3和IE4能效要求，必需加大体积，材料增加，零部件通用性差。
使用铸铜工艺，铸铜转子最大的挑战是铸造工艺问题，因为铝的熔点为700℃，而铜的熔点高达1100℃，这样高的温度对模具及硅钢片都是很大的考验，铸模成本高，寿命短，无法达到铝材那样的浇铸成型合格率，造成转子总体成本过高，目前很难推广应用。
发明内容
本发明就是针对上述现有技术的不足，提供一种减小启动电流、提高电机效率的复合笼条高效电动机转子及其制备方法。
本发明的技术方案是，一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，包括转子，其特征是，所述转子的铁芯设有内、外鼠笼，内、外鼠笼的内、外鼠笼条互相靠近或相切，内、外鼠笼条两端的端环分别联结为一体；所述外鼠笼条采用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼条采用的是电阻率较低的纯铜（紫铜）棒材料。
所述内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。
一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤：
1）叠压转子铁心，
（1）设置假键和假轴，将假键在假轴上固定；
（2）将理好的有内、外鼠笼槽的转子冲片套入假轴，首先把20～25mm厚的一叠的转子冲片套入假轴上，在内鼠笼对置的鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片依次套入假轴，叠好转子冲片；
（3）将叠好的转子冲片在压力机上叠压紧固；
2）穿插内鼠笼纯铜（紫铜）棒，
（1）对转子的内鼠笼槽进行推槽处理，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜（紫铜）棒装配的要求；
（2）将内鼠笼内的2根定位棒取出；
（3）将纯铜（紫铜）棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜（紫铜）棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜（紫铜）棒，所述纯铜（紫铜）棒为紫铜棒；
3）转子外鼠笼铸铝 ，
（1）配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通；
（2）安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂；
（3）根据被压铸转子的规格，调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置；
（4）向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
步骤2中所述内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为0～0.08mm。
步骤2中对所述内鼠笼槽进行推槽用的推刀材料为高速钢，推刀热处理硬度为HRC 60～64。
步骤3中所述内浇口速度为10～15m/s。
步骤3中所述压射比压为18～25MPa。
本发明结构合理简单、生产制造方便，这种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，在起动时，由于集肤效应，使起动电流集中于外鼠笼，相当于有效截面小，有效电阻大，功率因数增大，结果是电机的起动电流减小，起动转矩增大。正常工作时，由于转子回路频率低，集肤效应极小，双鼠笼都发挥作用，相当于有效截面增大，有效电阻减小。所以双鼠笼转子，改善了起动性能和工作性能。内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形，这种常用的转子槽形结构，主要通过集肤效应影响起动性能。本发明中，纯铜棒为紫铜棒，转子绕组损耗受转子结构的影响很大，因为常用的转子结构有铸铝转子和铜条转子，铜的电阻率比铝的电阻率小很多，只是铝电阻率的60%左右，所以采用铜条转子的损耗比铸铝转子的损耗少一半。
本发明制备方法科学先进，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期，具有如下优点：
第一、与三相异步电动机转子铁心利用轴孔键槽定位叠压工艺相比，本发明的叠压工艺的优点在于，由于采用了定位棒定位及假轴定位，能够保证转子铁心槽的平整度，使转子铁心的加工精度能够满足纯铜（紫铜）棒的装配要求，不但提高了转子铁心的叠压质量，缩短了电机的加工工艺过程；
第二、纯铜（紫铜）棒穿插工艺，增加了推槽工艺过程，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜（紫铜）棒装配的要求，优化了纯铜（紫铜）棒装配的工艺过程，缩短了纯铜（紫铜）棒装配的加工周期，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2为转子冲片的结构示意图。
图中：1转子冲片、2端环、3外鼠笼条、4内鼠笼条。
具体实施方式
下面结合附图和附图说明对本发明作进一步说明。
一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子，包括转子，所述转子的铁芯中包含鼠笼条互相靠近或相切的内、外鼠笼，内、外鼠笼的鼠笼条两端的端环2分别联结为一体；为改善异步电动机的启动特性，外鼠笼的外鼠笼条3使用电阻率较高铝浇铸材料、内鼠笼条4为电阻率较低的纯铜（紫铜）棒，转子的铁芯中内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。对应普通鼠笼转子每条鼠笼的内、外两鼠笼条的总截面大于前者。
一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、转子铁心叠压，包含：
（1）设置假键和假轴，将假键在假轴上固定；
（2）将理好的有内鼠笼槽、外鼠笼槽的转子冲片1套入假轴，首先把20～25mm厚的一叠的转子冲片1套入假轴上，在内鼠笼对置的内鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片1依次套入假轴，叠好转子冲片1，保证转子铁心鼠笼槽的平整度；
（3）将叠好的转子冲片1在压力机上叠压紧固；
步骤2、穿插内鼠笼纯铜（紫铜）棒，包含：
（1）在转子纯铜（紫铜）棒穿插之前，使用高速钢制成的推刀对转子的内鼠笼槽进行推槽，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜棒装配的要求，内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为0～0.08mm，推刀热处理硬度为HRC 60～64。
（2）将内鼠笼内的2根定位棒取出；
（3）将纯铜（紫铜）棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜（紫铜）棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜（紫铜）棒；
步骤3、对转子外鼠笼铸铝，
（1）配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通；
（2）安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂；
（3）根据被压铸转子的规格来调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置；
（4）向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
Claims (8)
1. 一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，包括转子，其特征是：所述转子的铁芯设有内、外鼠笼，内、外鼠笼的内、外鼠笼条（4、3）互相靠近或相切，内、外鼠笼条（4、3）两端的端环（2）分别联结为一体；所述外鼠笼条（3）采用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼条（4）采用的是电阻率较低的纯铜棒材料。
2. 根据权利要求1所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，其特征是，所述内、外鼠笼条（4、3）的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。
3. 根据权利要求1所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，其特征是，所述纯铜棒为紫铜棒。
4. 一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1）叠压转子铁心，
（1）、设置假键和假轴，将假键在假轴上固定；
（2）、将理好的有内、外鼠笼槽的转子冲片（1）套入假轴，首先把20～25mm厚的一叠的转子冲片（1）套入假轴上，在内鼠笼对置的内鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片（1）依次套入假轴，叠好转子冲片（1）；
（3）、将叠好的转子冲片（1）在压力机上叠压紧固；
2）穿插内鼠笼纯铜棒，
（1）、对转子的内鼠笼槽进行推槽处理，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜棒装配的要求；
（2）、将内鼠笼内的2根定位棒取出；
（3）、将纯铜棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜棒，所述纯铜棒为紫铜棒；
3）转子外鼠笼铸铝 ，
（1）、配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通；
（2）、安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂；
（3）、根据被压铸转子的规格，调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置；
（4）、向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
5. 根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤2中所述内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为0～0.08mm。
6. 根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤2中对所述内鼠笼槽进行推槽用的推刀材料为高速钢，推刀热处理硬度为HRC 60～64。
7. 根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤3中所述内浇口速度为10～15m/s。
8. 根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤3中所述压射比压为18～25MPa。
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