CN105191083B - 异步电机的转子的制造 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造异步电机的转子的方法。在该方法中，制造具有轴槽(4)的承载轴(1)。将笼式转子安装到承载轴(1)上，其中承载轴(1)和能导电的粒状材料(8)引入到容器(2)中，使得粒状材料(8)填充轴槽(4)，将粒状材料(8)通过热等静压在容器(2)中压实并且与承载轴(1)连接。

Description

异步电机的转子的制造
技术领域
本发明涉及一种用于异步电机的转子的制造的方法。
背景技术
转子是异步电机的组成部件。部分地，这种机器具有超过每分钟4000转的转速和大于1兆瓦的功率。这种机器的转子例如由于强烈的变热和离心力负荷而必须满足高的机械和热学要求。
WO2005/124973A1公开一种用于制造电动机的转子的方法，其中基本上圆柱形的芯配设有纵向槽，扩散材料和能导电的棒引入到槽中并且通过加热和压制与芯连接。
JP H05 260710A公开了一种用于制造笼式转子的方法，其中，由铝氧化物增强的铜制成的粉末混合物引入到叠片组的槽中，槽形成了转子棒和端部环，并且其中，叠片组由内部环和壳体封闭，其中，边缘彼此焊接。之后，粉末混合物以确定的温度并且在确定的压力下熔化在容器中，从而通过扩散焊接使材料相连。
EP 2 390 987A2公开了一种用于制造电机的转子棒的方法，其中，每个转子棒具有第一金属材料和第二金属材料，第二金属材料围绕第一金属材料浇铸。第一金属材料的导电能力大于第二金属材料的导电能力。
US 4 679 314A公开了一种用于单极机器的内冷式转子，其具有由钢制成的铁磁芯，圆柱形的铜导体通过扩散焊接安装到铁磁芯上，在铜导体中装入多个冷却管，其与芯中的冷却剂通道相连。冷却管借助热等静压来安装，其中，圆柱形的铜导体至少部分地通过将铜粉压实成没有孔隙的实心体来制成。
这种方法例如使用事先单个制造的铜棒作为能导电的棒，铜棒随后还必须被镀镍并且插入到槽中、真空密封地封装并且通过扩散焊接与转子的芯连接。因为棒必须能插入到例如铣削的或切削的轴槽中，所以棒承受着高配合精度要求并进而转子的生产需要大量检查步骤。
发明内容
本发明基于如下目的：提出一种用于制造异步电机的转子的改进的方法。
在用于制造异步电机的转子的根据本发明的方法中，首先制造具有轴槽的承载轴。然后，将笼式转子安装到承载轴上。为了安装笼式转子，将承载轴和能导电的粒状材料引入到容器中，使得粒状材料填充轴槽。将粒状材料通过热等静压(HTP)在容器中压实并且与承载轴连接。容器在热等静压之后与承载轴分开。
根据本发明，转子的笼式转子因此由引入到承载轴的轴槽中的粒状材料制造，粒状材料通过热等静压来压实并且与承载轴连接。由此有利地取消了从现有技术中已知的制造各个嵌入到轴槽中的成型部件以及将成型件单独地引入到轴槽中。因此，与从现有技术中已知的方法相比，根据本发明的方法显著地简化了笼式转子的制造，在从现有技术中已知的方法中将单独的成形件引入到轴槽中。此外，根据本发明的方法也降低了制造成本，因为取消了精确匹配的成型件的耗费成本的单独制造。
根据本发明的方法的另一优点在于，通过仅相应地设计轴槽的方式实现了也具有复杂几何形状的笼式转子的简单制造。由此该方法实现了简单地制造具有尤其在笼式转子的机械强度和电学效率方面最佳的机械和电学特性的笼式转子。
本发明的一个设计方案提出，使用镀镍的铜粒状材料作为粒状材料。
本发明的另一设计方案提出，承载轴由钢制成。
铜尤其由于其良好的导电性能而有利地适合作为用于笼式转子的材料。
铜粒状材料的镀镍是有利的，因为，尤其是当承载轴由钢制成时，镍在金属冶金方面证实为是用于铜与承载轴的固定连接的特别适合的扩散材料。此外，铜粒状材料的镀镍具有如下优点，取消了在前述已知的方法中的对笼式转子的部段、例如铜棒的单独镀镍。
钢尤其由于其强度有利地适合作为用于承载轴的材料。
本发明的另一设计方案提出，容器基本上构成为封闭的薄板管。
该设计方案有利地实现，简单且成本低廉地制造适用于热等静压的容器。在此，薄板管一方面用于通过限定要由粒状材料填充的空间来使笼式转子造型，并且另一方面防止薄板管将在热等静压时应用的过程气体引入到粒状材料中并且防止由于如此引入过程气体而引起所制成的笼式转子的多孔性。
本发明的另一设计方案提出，容器具有与承载轴相对应的形状和大小，使得承载轴的由轴槽中断的外侧在其引入到容器中之后抵靠在容器的内侧。
该设计方案实现了，适当地对由粒状材料填充的空间进行限界并且制造具有光滑表面的转子。
本发明的另一设计方案提出，承载轴和容器基本上成形为圆柱形的。
由此制造具有圆柱形状的转子，圆柱形状通常对于转子旋转是尤其有利的。
在本发明的该设计方案中，容器优选地借助于旋开运动与承载轴分离。
由此，容器以尤其简单和成本低廉的方式远离承载轴。
本发明的另一设计方案提出，承载轴和容器如下地设计，使得由粒状材料在容器中填充的空间具有连续的结构。
以这种方式，通过热等静压以唯一的制造步骤直接地生成连续的笼式转子，使得有利地取消了笼式转子的各个部段的附加的能导电的连接。
本发明的另一设计方案提出，在热等静压时在以过程气体填充的压热器中加热容器。在此优选地使用氩气作为过程气体。
本发明的该设计方案使用了已知的且经证明可靠的热等静压实施方案。
附图说明
结合下面根据附图详细阐述的对实施例的说明，本发明的上文所描述的属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法更加清楚易懂。在此示出：
图1示意性示出异步电机的转子的在容器中的承载轴，和
图2示意性示出容器中的能导电的粒状材料和异步电机的转子的承载轴的示意图。
彼此相对应的部件在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示意地示出异步电机的转子的在容器2中的承载轴1的示意图。
承载轴1基本上设计为圆柱形的，其中，承载轴1的柱罩面3具有多个平行于圆柱轴线A延伸的轴槽4。柱罩面3的端部段5锥形地以截锥的形式设计，截锥朝着柱罩面3的端部变窄。
容器2同样设计为圆柱形的，其中其内直径等于承载轴1的柱罩面3的外直径。容器2的柱罩面3构造为薄板管。
在用于制造转子的根据本发明的方法中，承载轴1如图1中所示地引入到容器2中，使得薄板管抵靠在承载轴1的具有轴槽4的柱罩面3处。容器2在图2中剖面地示出，以便使承载轴1在容器2内部的位置清楚可见。容器2的纵向伸展超过承载轴1的柱罩面3的纵向伸展，使得在将承载轴1引入到容器2中之后，如图1中所示地，容器2的内部空间的、由承载轴1的柱罩面3的端部部段5界定的端部区域7保持空闲，并且轴槽4汇入到该端部区域7中。
如图2中所示，容器2内部的未由承载轴1占据的空间由能导电的粒状材料8填充，从而粒状材料8填充了承载轴1的轴槽4以及容器2的内部空间的端部区域7。因为轴槽4汇入到端部区域7中，所以由粒状材料8在容器2中填充的空间具有连续的结构。
粒状材料8在该实施例中是镀镍的铜粒状材料。
根据本发明，粒状材料8在容器2中通过热等静压来压实并且与承载轴1连接，其中容器2在以氩气作为过程气体填充的压热器中在高压下被加热。由此，形成安装到承载轴1上的连续的笼式转子，该笼式转子由压实的粒状材料8形成。容器2的薄板管在热等静压之后从承载轴1旋开。
尽管在细节上通过优选的实施例详细阐述和描述了本发明，然而本发明不局限于公开的实例，并且本领域技术人员能够从中推导出其他的变体，而没有偏离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于制造异步电机的转子的方法，其中
-制造具有轴槽(4)的承载轴(1)，
-并且将笼式转子安装到所述承载轴(1)上，其中
-所述承载轴(1)和能导电的粒状材料(8)引入到容器(2)中，使得所述粒状材料(8)填充所述轴槽(4)，
-将所述粒状材料(8)通过热等静压在所述容器(2)中压实并且与所述承载轴(1)连接，
-并且所述容器(2)在所述热等静压之后与所述承载轴(1)分开，
-其中，使用镀镍的铜粒状材料作为粒状材料(8)，并且
-其中，使用镍作为用于在铜与所述承载轴之间的固定连接的扩散材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载轴(1)由钢制成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述容器(2)基本上构成为封闭的薄片管。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述容器(2)具有与所述承载轴(1)相对应的形状和大小，使得所述承载轴(1)的由所述轴槽(4)中断的外侧在所述承载轴引入到所述容器(2)之后抵靠在所述容器(2)的内侧。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述容器(2)具有与所述承载轴(1)相对应的形状和大小，使得所述承载轴(1)的由所述轴槽(4)中断的外侧在所述承载轴引入到所述容器(2)之后抵靠在所述容器(2)的内侧。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述承载轴(1)和所述容器(2)基本上成形为圆柱形的。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述承载轴(1)和所述容器(2)基本上成形为圆柱形的。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述容器(2)借助于旋开运动与所述承载轴(1)分离。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述容器(2)借助于旋开运动与所述承载轴(1)分离。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述承载轴(1)和所述容器(2)设计为，使得由所述粒状材料(8)在所述容器(2)中填充的空间具有连续的结构。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述承载轴(1)和所述容器(2)设计为，使得由所述粒状材料(8)在所述容器(2)中填充的空间具有连续的结构。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述热等静压时，在以过程气体填充的压热器中加热所述容器(2)。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述热等静压时，在以过程气体填充的压热器中加热所述容器(2)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使用氩气作为过程气体。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，使用氩气作为过程气体。
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