CN105099101B - 转子及其形成方法 - Google Patents
转子及其形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105099101B CN105099101B CN201510254976.6A CN201510254976A CN105099101B CN 105099101 B CN105099101 B CN 105099101B CN 201510254976 A CN201510254976 A CN 201510254976A CN 105099101 B CN105099101 B CN 105099101B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductor bar
- stacking
- laminated plates
- volume
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 131
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000012797 qualification Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 45
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 25
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 23
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 23
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 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
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 2
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241001076960 Argon Species 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013876 argon Nutrition 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940112669 cuprous oxide Drugs 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/0025—Shaping or compacting conductors or winding heads after the installation of the winding in the core or machine ; Applying fastening means on winding heads
- H02K15/0031—Shaping or compacting conductors in slots or around salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/0012—Manufacturing cage rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/165—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors characterised by the squirrel-cage or other short-circuited windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49014—Superconductor
Abstract
一种形成转子的方法包括将导体条插入由层板堆叠结构限定的槽道内以在导体条和层板堆叠结构之间限定间隙。所述方法还包括在插入之后使得槽道内的导体条膨胀以填充间隙并且形成转子。还公开一种转子。
Description
技术领域
本发明涉及转子和形成转子的方法。
背景技术
电磁机械(例如电动机、发电机和牵引电动机)用于将一种形式的能量转换为另一种形式的能量。这种电磁机械通常包括可绕轴线旋转的元件。可旋转元件或转子可以与静止元件或定子同轴，且能量可以经由转子和定子之间的相对旋转而被转换。
一类电磁机械——交流感应电动机——使用感应电流以在电动机运行期间使得转子的一些部分磁化。更具体地，感应电流可以流过沿转子的周边设置为平行于或几乎平行于轴线的导体条。每一个导体条可以每隔两个短路环电连接到另一导体条，所述短路环设置在转子的相反端部。短路环和导体条在转子操作期间经受惯性力。
发明内容
一种形成转子的方法包括将导体条插入通过层板堆叠结构(lamination stack)限定的槽道(slot)中，以在导体条和层板堆叠结构之间限定一间隙。方法还包括在插入之后使得槽道中的导体条膨胀以填充间隙且形成转子。
在一个实施例中，方法包括将邻近和接触彼此的多个钢层叠板堆叠，以形成层板堆叠结构。层板堆叠结构具有近端表面和与近端表面间隔开的远端表面，且限定穿过其中从近端表面延伸到远端表面的槽道。方法还包括将具有端部部分的导体条插入到槽道中，以限定在导体条和层板堆叠结构之间的间隙。在插入之后，方法包括将焊剂施加到端部部分，且在施加之后，对焊剂预加热。此外，在插入之后，方法包括使得槽道中的导体条膨胀，以填充间隙且形成转子。
转子包括层板堆叠结构，其具有近端表面和与近端表面间隔开的远端表面，且限定穿过其中从近端表面延伸到远端表面的槽道。转子还包括导体条，其设置为在槽道中邻近且直接接触层板堆叠结构。
一种形成转子的方法包括堆叠邻近并且接触彼此的多个钢层叠板以形成层板堆叠结构，其中所述层板堆叠结构具有近端表面和与所述近端表面间隔开的远端表面，且进一步其中所述层板堆叠结构限定从所述近端表面贯穿延伸到所述远端表面的槽道；将具有端部部分的导体条插入到所述槽道中以限定在所述导体条和所述层板堆叠结构之间的间隙；在插入之后，施加焊剂到端部部分；在施加之后，对焊剂预加热；和在插入之后，使得槽道中的导体条膨胀，以填充间隙且形成转子。
在一个实施例中，膨胀包括将导体条设置为邻近且直接接触层板堆叠结构。
在一个实施例中，插入包括在槽道中将导体条与层板堆叠结构间隔开一距离，且进一步其中膨胀包括使得该距离最小化。
在一个实施例中，导体条具有在插入之前的初始体积，且进一步其中膨胀包括将导体条加热以使得初始体积扩张到大于初始体积的最终体积。
在一个实施例中，所述方法还包括将氢气扩散到导体条中。
在一个实施例中，插入是在扩散之后。
在一个实施例中，扩散包括将导体条暴露到包含氢气的大气中，氢气量为基于按体积计量的100份大气中含有按体积计量的约2份到按体积计量的约20份氢气。
在一个实施例中，膨胀包括在包括氢气的大气下以约100℃到约800℃的温度加热导体条并经过约1小时到约20天，氢气的含量为在基于按体积计量的100份大气中含约按体积计量的2份到约按体积计量的100份氢气。
在一个实施例中，扩散与预加热同时发生。
在一个实施例中，扩散在插入之前。
在一个实施例中，所述方法还包括在膨胀之后形成设置为与焊剂接触的短路环。
如在本文使用的术语“一”、“至少一个”和“一个或多个”是可互换的，且表示存在至少一个物品。除非上下文清楚地指出相反情况，多个这样的物品可以存在。在本说明书中，包括所附权利要求在内，所有参数、量、或状态的数值应被理解为在所有情况下被术语“约”或“大约”所修饰，无论“约”或“大约”是否实际出现在数值之前。“约”和“大约”表示所说数值允许一些轻微的不精确(例如在一定程度上接近确切值；合理接近该值；几乎是该值；实质上是该值)。如果通过“约”或“大约”提供的不精确性不被理解为这种含义，则本文使用的“约”和“大约”不是至少一些变化情况，其会因测量方法和这样的参数的使用所引起。进一步地，术语“基本上”也是是指状态的轻微的不精确(例如在一定程度上接近确切状态；合理接近该状态；几乎是该值；实质上是该值)。此外，所公开的数值范围包括公开了所有值且在整个范围中进一步划分范围。范围中的每一个值和范围的端点全部作为单独实施例公开。术语“包括”、“包含”、和“具有”是包括性的且因此表示所述物品的存在，但是不排除其他物品的存在。如本文使用的，术语“或”包括一个或多个列出物品的所有任何和所有组合。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是转子的分解透视示意图；
图2A是形成图1的转子的方法的示意性流程图；
图2B是图2A方法的第二实施例的示意性流程图；
图2C是图2A的方法的第三实施例的示意性流程图；
图2D是图2A的方法的第四实施例的示意性流程图；
图2E是图2A方法的第五实施例的示意性流程图；
图2F是图2A方法的第六实施例的示意性流程图；
图3是在形成图1转子的准备过程中插入到层板堆叠结构的多个导体条的示意透视图；
图4A是设置在包括氢气的大气中的图3的多个导体条中一个的示意性端视图；
图4B是图1的多个导体条中一个的示意性端视图；
图5A是沿线5A-5A截取的图3的层板堆叠结构和导体条的示意截面图；和
图5B是沿线5B-5B截取的图1转子的示意截面图。
具体实施方式
参见附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，在图1以附图标记10示出了转子。转子10可以用作用于汽车应用的电磁机械(未示出)的部件，例如用于车辆的交流感应电动机的部件。然而，转子10也可以用于非汽车应用，包括用于家用和商业应用的发电机或电动机部件。通过大致的说明和参考图1所作的描述，转子10可以绕旋转轴线12旋转且可以相对于电磁机械的静止定子(未示出)旋转。
转子10包括用多个钢层叠板16形成的层板堆叠结构14。更具体地，多个钢层叠板16每一个可以是例如具有硅钢的独立环形层，且可以邻近多个钢层叠板16中的另一个堆叠，以形成层板堆叠结构14。
进一步地，最佳如图3所示，层板堆叠结构14可以具有近端表面18和与近端表面18间隔开的远端表面20，且可以限定穿过其中从近端表面18延伸到远端表面20的槽道22。即，在多个钢层叠板16邻近彼此堆叠时，每一个独立钢层叠片16可以对准每个其他独立钢层叠片16，以限定槽道22。通常，层板堆叠结构14可以限定绕层板堆叠结构14的周边间隔开的多个槽道22。多个槽道22可以基本上平行于旋转轴线12延伸穿过层板堆叠结构14且每一个可以被配置为接收导体条24。虽然未示出，但是多个槽道22也可以布置为绕旋转轴线12的倾斜构造。
因此，再次参见图1，转子10包括具有两个端部部分26、126的导体条24，每一个端部部分设置为彼此相反。导体条24设置为邻近槽道22中的层板堆叠结构14且与之直接接触。即，导体条24直接邻接槽道22中的层板堆叠结构14且例如不通过油漆层、涂层、树脂和/或分离件而与层板堆叠结构14分离。更具体地，导体条24可以具有多个外部表面28(图4B)，且多个外部表面28每一个可以直接接触槽道22中的层板堆叠结构14。
通常，转子10可以包括多个导体条24，其每一个设置在多个槽道22的相应一个中，使得多个导体条24每一个的第一端部26从层板堆叠结构14的近端表面18延伸，且多个导体条24每一个的第二端部126从层板堆叠结构14的远端表面20延伸。例如，转子10可以包括绕旋转轴线12间隔开的约30个到约100个导体条24。每一个导体条24可以配置为在电磁机械(未示出)操作期间传导电流，且可以因此用导电材料形成。例如，每一个导体条24可以用铜或铜合金形成，例如铜镍合金或铜硼合金。有利地，导体条24可以用电解韧铜合金形成，例如C11000铜合金，使得转子10制造更便宜。如在本文使用的，术语“电解韧铜合金”是指基于按重量的100份的铜合金包括按重量的约0.02份到约0.04份的氧含量的铜合金。替换地，导体条24可以用不含氧的铜合金形成，例如C102铜合金。如在本文使用的，术语“不含氧的铜合金”是指基于按重量的100份的铜合金包括按重量的约0.001份的氧含量。
进一步地，再次参见图1，每一个导体条24可以在转子10的终端32处终止在短路环30处且与该短路环连接。更具体地，转子10可以包括两个短路环30、130，例如在转子10的每一个相应终端32、132设置一个短路环30、130。短路环30、130可以将多个导体条24每一个彼此电连接。因此，短路环30、130也可以用导电材料形成，例如但不限于铜、铜合金、铝和/或铝合金。
现在参见图2，在一个实施例中，形成转子10的方法34、134，234、334、434、534包括邻近且接触彼此地堆叠多个钢层叠板16(步骤36)，以形成层板堆叠结构14。即如上所述且参考图3所述的，堆叠(步骤36)可以包括形成具有近端表面18和远端表面20的层板堆叠结构14，且限定穿过层板堆叠结构14的槽道22，所述槽道22从近端表面18延伸到远端表面20。多个钢层叠板16可以经由任何工艺而邻近彼此堆叠。通过非限制性的例子，每一个钢层叠片16可以首先被单独冲压且随后使用心轴堆叠且挤压到邻近的另一钢层叠片16，以形成层板堆叠结构14。
继续参考图3，方法34、134、234、334、434、534还包括将导体条24插入(步骤38)通过层板堆叠结构14限定的槽道22，以在导体条24和层板堆叠结构14之间限定间隙40(图5A)。即插入(步骤38)可以包括在槽道22中将导体条24与层板堆叠结构14分开距离42(图5A)。导体条24可以通过手被手动地插入到槽道22中，或导体条24可以通过自动处理或机器插入到槽道22中。在插入(步骤38)之后，导体条24的第一端部26可以延伸经过近端表面18且第二端部126可以延伸经过远端表面20。虽然未示出，但是方法34也可以包括清洁导体条24的端部部分26、126，以准备用于进一步组装或形成转子10。
现在参见图5A，间隙40可以限定在导体条24的至少一部分(例如导体条24的一个或多个外部表面28)和层板堆叠结构14之间。即插入(步骤38)之后，导体条24可以仅宽松地装配在槽道22且因此限定间隙40。换句话说，在插入(步骤38)之后导体条24不紧贴地装配在槽道22中，且不直接邻接槽道22中的层板堆叠结构14。
方法34、134、234、334、434、534也可以包括形成(步骤44)一个或多个短路环30、130，所述短路环设置为邻近且接触导体条24，如图1所示。例如，一个或多个短路环30、130可以在其中限定多个空腔64，使得一个或多个短路环30、130可以围绕导体条24的相应端部部分26、126。因此，层板堆叠结构14可以夹在两个短路环30、130之间，其中多个导体条24每一个的每一个端部部分26、126设置在多个空腔64的相应一个中。
一个或多个短路环30、130可以以任何方式形成。例如，一个或多个短路环30、130每一个可以被分开形成，且随后焊接、硬钎焊或软钎焊到导体条24的端部部分26、126。替换地，一个或多个短路环30、130可以包覆铸造在端部部分26、126上且可以例如用铝合金形成。在其他的非限制性例子中，一个或多个短路环30、130可以压力铸造、重力铸造、或包覆压铸在导体条24的端部部分26、126上。
再次参见参考图4A-5B所述的方法34、134、234、334、434、534，方法34、134、234、334、434、534还包括在插入(步骤38)之后使得导体条24膨胀(步骤)(图5B)或扩张，以填充或封闭间隙40(图5A)且形成转子10。即最佳如图5B所示，膨胀(步骤46)或扩张可以包括将导体条24设置为邻近且直接接触层板堆叠结构14，以封闭间隙40。换句话说，膨胀(步骤46)可以包括使得槽道22中的导体条24和层板堆叠结构14之间的距离42(图5A)最小化和/或消除，使得导体条24的外部表面28直接接触或邻接层板堆叠结构14。更具体地，仅导体条24可以设置在槽道22中，且没有其他材料或部件可以夹在导体条24和层板堆叠结构14之间。例如，转子10可以不含有在槽道22中设置在导体条24和层板堆叠结构14之间的任何树脂、层压件、油漆、漆、涂层、层等。因此，导体条24可以在插入(步骤38)之前具有初始体积(通常在图4A的48处示出)。膨胀(步骤46)可以包括加热(通常在图4A的50示出)导体条24，以使得初始体积48膨胀到最终体积(通常在图4B的52示出)，所述最终体积大于初始体积48，使得导体条24直接接触槽道22中的层板堆叠结构14。如此，间隙40在膨胀(步骤46)之后消失。
膨胀(步骤46)的一个非限制性的例子包括以约20每原子位移(dpa：displacements per atom)到约70dpa(例如约30dpa)的剂量用多个裂变中子照射铜镍合金，以在铜镍合金中诱发并随后聚集多个氦气泡。
在另一非限制性的例子中，膨胀(步骤46)包括增加铜粉末或铜合金粉末的多个颗粒每一个的体积或尺寸。例如，膨胀(步骤46)可以包括在包括氢气的大气中加热(步骤50)铜粉末或铜合金粉末达到约300℃到约500℃的温度，氢气量为按体积计量的100份气体中含约2份氢气。
在参考图4A所述的进一步非限制性的例子中，方法34、134、234、334、434、534可以包括将氢气56扩散(步骤54)到导体条24中，以准备好用于使得导体条24膨胀(步骤46)。更具体地，扩散(步骤54)可以包括在包括氢气的大气中以约100℃到约800℃的温度加热(步骤50)导体条24并经过约1小时到约20天，氢气的含量为在基于按体积计量的100份大气中含约按体积计量的2份到约按体积计量的100份氢气。例如，扩散(步骤54)可以包括在包括氢气的大气中以约300℃到约600℃的温度加热(步骤50)导体条24并经过约5小时到约10天，氢气量为基于按体积计量的100份大气中含按体积计量的约20份到按体积的约80份氢气。在另一非限制性的例子中，扩散(步骤54)可以包括在包括氢气的大气中以约450℃的温度加热(步骤50)导体条24并经过约7天到约15天，氢气量为基于按体积计量的100份大气中含按体积计量的约50份到按体积计量的约70份氢气。加热(步骤50)的温度和持续时间可以根据铜合金的类型、存在于铜合金中的氧含量和/或铜合金的晶粒尺寸选择。例如，有利的可以是选择铜合金，例如C11000铜合金或C10200铜合金，其与用于形成导体条24的其他铜合金相比具有相对大量的晶粒边界和/或成核位置。类似地，在选择的铜合金具有相对小晶粒尺寸(例如约60微米)的情况下，其中1微米等于1×10-6m，扩散(步骤54)可以发生在相对高的温度，例如约500℃，且加热(步骤50)的持续时间可以缩短。
不期望被理论限制，将氢气56扩散(步骤54)到导体条24中可以使得多个蒸汽泡(未示出)开始在导体条24中生成且可以开始气体诱发膨胀(步骤46)。具体说，扩散(步骤54)可以使得在铜合金的一个或多个晶粒边界上让多个蒸汽泡成核并开始形成。例如，存在于铜合金中的任何氧化分散剂(例如氧化亚铜)可以与氢气56反应，以沿晶粒边界在铜合金中形成蒸汽泡。这种蒸汽泡通常可以具有以微米测量的尺寸的表面。在扩散(步骤54)期间或其之后导体条24被加热时，每一个蒸汽泡可以聚集或结合其他蒸汽泡，以形成相对更大的蒸汽泡，其每一个具有相对更大的体积，以由此增大导体条24。
扩散(步骤54)可以在将导体条24插入(步骤38)槽道22中之前或在将导体条24插入(步骤38)槽道22中之后发生。例如，在参考图2B所述的一个实施例中，插入(步骤38)可以在扩散(步骤54)之后。换句话说，导体条24可以在将导体条24插入(步骤38)槽道22中之前设置在具有氢气的大气中。然而，对于该实施例，扩散(步骤54)不包括同时加热(步骤50)导体条24。而是，扩散(步骤54)仅包括沿铜合金中的多个晶粒边界使得多个蒸汽泡成核或植入，而不同时加热(步骤50)铜合金，以使得多个蒸汽泡聚集或结合。更具体地，扩散(步骤54)可以包括将导体条24暴露到包含氢气的大气中，氢气量为基于按体积计量的100份大气中含有按体积计量的约2份到按体积计量的约100份氢气，例如按体积计量的约10份或按体积计量的约15份或按体积计量的约20份。
在参考图2A、2C和2D所述的另一实施例中，扩散(步骤54)可以包括同时加热(步骤50)导体条24。对于该实施例，扩散(步骤54)同时发生以进行膨胀(步骤46)。即膨胀(步骤46)期间加热(步骤50)可以聚集或结合多个蒸汽泡，以形成相对更大的蒸汽泡(未示出)且由此将导体条24从初始体积48(图4A)增大到最终体积52(图4B)。具体说，扩散(步骤54)可以包括将导体条24加热(步骤50)到约250℃到约750℃，例如到约300℃或约350℃或约400℃或约450℃或约475℃或约500℃或约525℃或约550℃或约575℃或约600℃或约650℃或约700℃的温度。在一个非限制性的例子中，扩散(步骤54)可以包括在包括氢气的大气中以约400℃到约500℃的温度加热(步骤50)导体条24并持续时间约1.5小时到约200小时，例如约2小时或约10小时或约20小时或约48小时或约100小时，所述氢气量为基于按体积计量的100份大气中含约10份氢气。大气也可以包括惰性气体，例如氩气，含量为按体积计量的100份大气中含按体积计量的约10份到按体积计量的约98份氩气，或约按体积计量的90份氩气。
再次参见方法34、134、234、334、434、534，膨胀(步骤46)也可以在形成(步骤44)短路环30之前或之后发生。即参见图2D-2F，膨胀(步骤46)可以在导体条24的端部部分26上形成(步骤44)短路环30之前发生。在形成(步骤44)短路环30之前膨胀(步骤46)能提供最终的增大形式的导体条24和端部部分26，使得导体条24具有最终体积52(图4B)。短路环30可以随后如上所述地形成，例如经由包覆模制或制造，以包围导体条24的增大端部部分26。替换地，参见图2A-2C，膨胀(步骤46)可以发生于在导体条24的端部部分26上形成(步骤44)短路环30之后。在形成(步骤44)短路环30之后膨胀(步骤46)可以消除短路环30和导体条24的端部部分26之间的任何剩余间距(未示出)且可以实现端部部分26和短路环30之间的良好机械和/或化学互锁。
再次参见图2D-2F，在另一实施例中，方法34包括，在将导体条24插入(步骤38)层板堆叠结构14限定的槽道22中之后，将焊剂(在图3中大致以60所示)施加(步骤58)到端部部分26。施加(步骤58)可以包括在形成(步骤44)短路环30之前将焊剂60沉积在导体条24的端部部分26上。焊剂60例如可以以液体、糊状物或粉末形式(在图3中大致示出)提供，可以以环形环或导线形式(未示出)提供，或可以以板件或垫片形式(未示出)提供。如此，焊剂60可以被刷、浸渍或喷溅到导体条24的端部部分26上，可以设置为沿多个导体条24每一个的端部部分26的连续环，或可以置于每一个导体条24的端部部分26上。
合适焊剂60的非限制性的例子包括四氟铝酸铯、氟铝酸铯络合物、氟铝酸钾、四钾、五氟铝酸钾水化物、无五氟铝酸钾水化物和其组合。
对于该实施例，方法334、434、534进一步包括在施加(步骤58)焊剂60之后预加热(步骤62)焊剂60。预加热(步骤62)例如可以包括在工业烤箱或感应加热设备中加热焊剂60。这种预加热(步骤62)可以促进形成在端部部分26和短路环30形成的机械和/或化学互锁的完整性。取决于焊剂60的选择，预加热(步骤62)可以包括将焊剂60的温度例如从约150℃增加到约250华氏度并持续约0.5小时到约1小时。
对于参考图2D和2E所述的方法334、434、534的一些实施例，扩散(步骤54)可以与预加热(步骤62)同时发生。即扩散(步骤54)可以包括将导体条24暴露到包括氢气的大气中且由于对焊剂60预加热(步骤62)而增加导体条24的温度。扩散(步骤54)和预加热(步骤62)可以同时地发生，使得预加热(步骤62)焊剂60所需的温度增加使得让多个蒸汽泡在铜合金中沿多个晶粒边界成核或植入且加热多个蒸汽泡以聚集或结合多个蒸汽泡。更具体地，扩散(步骤54)可以包括加热(步骤50)导体条24和将导体条24暴露到包括氢气的大气，氢气的量为基于按体积计量的100份的大气中含约按体积计量的2份到约按体积计量的100份氢气，例如按体积计量的约10份或约按体积计量的15份或约按体积计量的20或份约按体积计量的25份或约按体积计量的30份或约按体积计量的35份或约按体积计量的40份或约按体积计量的45份或约按体积计量的50份或约按体积计量的55份或约按体积计量的60份或约按体积计量的65份或约按体积计量的70份或约按体积计量的75份或约按体积计量的80份或约按体积计量的85份或约按体积计量的90份或约按体积计量的95份氢气。
替换地，参见图2F，扩散(步骤54)和预加热(步骤62)可以在膨胀(步骤46)之前发生。因此，预加热(步骤62)可以仅沿使得多个蒸汽泡晶粒边界出现或成核，而不使得多个蒸汽泡生长或聚集。如参考图4A和4B所述的，仅在膨胀(步骤46)期间在加热(步骤50)之后可以随后聚集或结合多个蒸汽泡以形成相对更大的蒸汽泡(未示出)且由此将导体条24从初始体积48增大到最终体积52。例如，随后的膨胀(步骤46)可以包括在包括氢气的大气下以约100℃到约800℃的温度加热(步骤50)导体条24被持续约1小时到约20天，氢气量为基于按体积计量的100份大气中含约按体积计量的2份到约按体积计量的100份氢气。
替换地，在参考图2F所述的另一实施例中，扩散(步骤54)可以在插入(步骤38)之前发生。即将氢气56(图4A)扩散(步骤54)到导体条24中可以在将导体条24插入(步骤38)槽道22中之前发生，且可以例如在预加热(步骤62)或膨胀(步骤46)期间增加导体条24温度之前发生。即扩散(步骤54)可以仅包括使得多个蒸汽泡成核或开始形成，而不让多个蒸汽泡聚集或生长。更具体地，对于该实施例，扩散(步骤54)可以包括将导体条24暴露到包括氢气的大气，氢气量为约按体积的2份到约按体积的100份，而不加热(步骤50)或预加热(步骤62)导体条24。之后的膨胀(步骤46)可以随后包括加热(步骤50)导体条24。
对于包括施加(步骤58)焊剂60的实施例，方法334、434、534进一步包括在膨胀(步骤46)之后形成(步骤44)接触焊剂60的短路环30。短路环30可以单独形成，且随后焊接、硬钎焊、软钎焊到导体条24的端部部分26，以化学和/或机械的方式连结焊剂60和层板堆叠结构14。替换地，短路环30可以包覆铸造在设置于端部部分26上的焊剂60上且可以例如用铝合金形成。在其他非限制性的例子中，短路环30可以压力铸造、重力铸造或压铸在焊剂60商，焊剂60设置在导体条24的端部部分26上。
进一步地，方法34、134、234、334、434、534也可以包括使得参数优化，参数例如存在于导体条24中的成核位置的数量、多个蒸汽泡的尺寸、加热(步骤50)的持续时间、温度和/或铜或铜合金的晶粒边界尺寸。例如，方法34可以包括晶粒边界尺寸、持续时间加热(步骤50)和温度之间的关系。
如此，方法34、134、234、334、434、534提供转子10，转子在旋转期间具有良好结构完整性和平衡性。具体说，通过方法34、134、234、334、434、534形成的转子10在旋转期间基本上没有振动、晃动和/或应力，旋转通过导体条24和层板堆叠结构14之间的未封闭间隙40(图5A)引起。相反，在膨胀(步骤46)之后，导体条24邻接和直接接触层板堆叠结构14从而间隙40基本上被消除。即，所形成的转子10不在层板堆叠结构14和导体条24之间限定间隙40。此外，转子10制造和操作更便宜，因为方法34、134、234、334、434、534不包括对导体条24挤锻、上漆或层压。
此外，通过方法34、134、234、334、434、534形成的转子10在操作期间呈现良好导电性和效率，这归因于每一个导体条24的端部部分26和短路环30之间的直接接触。具体说，方法34、134、234、334、434、534形成多个导体条24和短路环30之间的强连结，其足以抵抗转子操作期间的惯性力。如此，通过方法34、134、234、334、434、534形成的转子10用于需要具有良好功率密度的电磁装置(未示出)的应用。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
Claims (9)
1.一种形成转子的方法，所述方法包括：
将导体条插入由层板堆叠结构限定的槽道内以在所述导体条和所述层板堆叠结构之间限定间隙；并且
在插入之后，使得所述槽道内的所述导体条膨胀以填充所述间隙并且形成所述转子。
2.如权利要求1所述的方法，其中膨胀包括将所述导体条设置为邻近所述层板堆叠结构、并且直接接触所述层板堆叠结构。
3.如权利要求1所述的方法，其中插入包括在所述槽道内将所述导体条与所述层板堆叠结构间隔开一距离，且进一步地，其中膨胀包括将所述距离最小化。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述导体条具有插入之前的初始体积，且进一步地，其中膨胀包括将所述导体条加热以使得所述初始体积扩张到大于所述初始体积的最终体积。
5.如权利要求1所述的方法，还包括将氢气扩散到所述导体条内。
6.如权利要求5所述的方法，其中扩散与膨胀同时发生。
7.如权利要求5所述的方法，其中插入是在扩散之后。
8.如权利要求5所述的方法，其中扩散包括：在包括氢气的大气中、以100℃到800℃的温度将所述导体条加热1小时到20天的持续时间，所述氢气的含量为：在基于按体积计量的100份大气中含按体积计量的2份到按体积计量的100份氢气。
9.一种转子，包括:
层板堆叠结构，其具有近端表面和与所述近端表面间隔开的远端表面，其中所述层板堆叠结构限定从所述近端表面贯穿延伸到所述远端表面的槽道；和
导体条，其设置为在所述槽道内邻近所述层板堆叠结构、并且直接接触所述层板堆叠结构，从而在所述层板堆叠结构和所述导体条之间不限定间隙。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/281,187 US9866092B2 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Rotor and method of forming same |
| US14/281,187 | 2014-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105099101A CN105099101A (zh) | 2015-11-25 |
| CN105099101B true CN105099101B (zh) | 2018-02-06 |
Family
ID=54361813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510254976.6A Active CN105099101B (zh) | 2014-05-19 | 2015-05-19 | 转子及其形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9866092B2 (zh) |
| CN (1) | CN105099101B (zh) |
| DE (1) | DE102015107215A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9866092B2 (en) * | 2014-05-19 | 2018-01-09 | GM Global Technology Operations LLC | Rotor and method of forming same |
| EP3051674A1 (fr) * | 2015-01-27 | 2016-08-03 | GE Energy Power Conversion Technology Ltd | Rotor pour un moteur asynchrone |
| US10491085B2 (en) * | 2016-09-01 | 2019-11-26 | GM Global Technology Operations LLC | Induction rotor and method of assembling an induction rotor |
| CN107819366A (zh) * | 2016-09-14 | 2018-03-20 | 上海蔚兰动力科技有限公司 | 感应电动机的转子及其制造方法 |
| US10630151B2 (en) * | 2017-06-29 | 2020-04-21 | GM Global Technology Operations LLC | Rotor for an induction motor |
| AT520207B1 (de) * | 2017-09-01 | 2019-02-15 | Miba Ag | Verfahren und Vorrichtung zum positionierten Halten eines Blechpakets mitsamt darin aufgenommenen Leiterelementen |
| CN108110922A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-06-01 | 晟昌机电股份有限公司 | 马达转子短路环及导电铜片组合方法 |
| US11095197B2 (en) * | 2018-10-31 | 2021-08-17 | GM Global Technology Operations LLC | Modular stator |
| US11323001B2 (en) * | 2019-07-02 | 2022-05-03 | GM Global Technology Operations LLC | Segmented bar conductors for electric machines |
| US10780849B1 (en) | 2019-08-07 | 2020-09-22 | GM Global Technology Operations LLC | Electric drive units with integrated power electronics for vehicle powertrains |
| US11147193B2 (en) | 2020-02-25 | 2021-10-12 | GM Global Technology Operations LLC | Vascular cooling system for electrical conductors |
| US11230288B1 (en) | 2020-09-28 | 2022-01-25 | GM Global Technology Operations LLC | Optimized regenerative braking for hybrid electric vehicle (HEV) powertrain configurations |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793145A (en) * | 1996-05-02 | 1998-08-11 | Chrysler Corporation | End cap to rotor attachment |
| CN102957272A (zh) * | 2011-08-15 | 2013-03-06 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于电机的转子以及钎焊工艺 |
| CN103795195A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 感应转子和用于制造它的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2876371A (en) * | 1957-03-25 | 1959-03-03 | Gen Electric | Core construction for electrical equipment |
| JPS5899236A (ja) | 1981-12-09 | 1983-06-13 | Hitachi Ltd | 回転電機の回転子 |
| JPH10150736A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の回転子 |
| US5886443A (en) * | 1997-12-03 | 1999-03-23 | General Electric Canada Inc. | Spark suppression of induction type rotors of dynamoelectric machines |
| US9219399B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-12-22 | GM Global Technology Operations LLC | Method for fabricating rotor for induction motor |
| JP5155420B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2013-03-06 | ファナック株式会社 | エンドリングとバーをろう付けする誘導電動機のかご形ロータ及びその製造方法 |
| JP5922689B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2016-05-24 | 日本発條株式会社 | 回転子およびこの回転子の製造方法 |
| US9866092B2 (en) * | 2014-05-19 | 2018-01-09 | GM Global Technology Operations LLC | Rotor and method of forming same |
-
2014
- 2014-05-19 US US14/281,187 patent/US9866092B2/en active Active
-
2015
- 2015-05-08 DE DE102015107215.7A patent/DE102015107215A1/de active Pending
- 2015-05-19 CN CN201510254976.6A patent/CN105099101B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793145A (en) * | 1996-05-02 | 1998-08-11 | Chrysler Corporation | End cap to rotor attachment |
| CN102957272A (zh) * | 2011-08-15 | 2013-03-06 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于电机的转子以及钎焊工艺 |
| CN103795195A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 感应转子和用于制造它的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102015107215A1 (de) | 2015-11-19 |
| US9866092B2 (en) | 2018-01-09 |
| US20150333606A1 (en) | 2015-11-19 |
| CN105099101A (zh) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105099101B (zh) | 转子及其形成方法 | |
| US9350217B2 (en) | Rotor and method of forming same | |
| US8878414B2 (en) | Stator weld joints and methods of forming same | |
| KR102395755B1 (ko) | 다이나모일렉트릭 회전 기계를 위한 재료층 및 재료층 구조체를 제조하기 위한 방법 | |
| US8643241B2 (en) | End ring assembly and method of forming same | |
| JP6005754B2 (ja) | 界面材料を有する熱電デバイスおよびその製造方法 | |
| KR20180093872A (ko) | 전기 기계 | |
| CN106334797A (zh) | 连结预形件的添加制造 | |
| TWI505522B (zh) | Method for manufacturing thermoelectric conversion module | |
| JP2013258414A (ja) | 熱電モジュール | |
| US20130033144A1 (en) | Stir-welded induction rotor | |
| CN104620402A (zh) | 热电部件的粉末冶金制造 | |
| US20150244133A1 (en) | Terminal-equipped wiring member | |
| JP2006319210A (ja) | 熱電変換素子の製造方法 | |
| CN102756203A (zh) | 用于结合铜导体的方法 | |
| CN105659398B (zh) | 热电转换装置的制造方法 | |
| JPH1154805A (ja) | 一体成形熱電素子及びその製造法 | |
| JP2017189096A (ja) | 整流子、これを使用するモータ、及び整流子を製造する方法 | |
| US10892670B2 (en) | Method for bonding electrical conductors | |
| JPH05247501A (ja) | 導電材及びその製造方法と、その導電材を用いたかご形誘導機 | |
| US20210044189A1 (en) | Short-circuit ring for connecting to cage bars | |
| CN107733177A (zh) | 电机转子及电机的制造方法 | |
| EP4227022A1 (en) | Bulk dual phase soft magnetic components having three-dimensional magnetic flux and manufacturing methods | |
| WO2024048171A1 (ja) | 熱電変換素子、接合材、熱電変換モジュール、熱電変換システム、発電方法、及び熱電変換素子の製造方法 | |
| US20160072342A1 (en) | Systems and Methods for Constructing Laminations for Electric Motors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |