CN107276283A - 屏蔽泵电动机转子联接环结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种屏蔽泵电动机转子联接环结构。本发明对转子联接环环的设计和转子联接环凹槽设计结构进行了详细的说明，解决了转子联接环与转子铜条间的焊接质量控制问题，保证了电机转子鼠笼式绕组导电的可靠性和60年使用寿命的功能性，通过优化方案的转子联接环凹槽的选择，设计具有更好的焊接特性以及较低的应力幅值和疲劳使用率，最终确定转子联接环凹槽内部坡口角度的设计和梯形结构设计，实现其转子鼠笼式绕组导电性的功能。并通过转子联接环和转子铜条的焊接质量保证其60年免维护设计的实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种屏蔽泵电动机转子联接环结构。
背景技术
屏蔽电动机转子与泵叶轮共用一根轴，并置于高温、高压的反应堆冷却剂中。屏蔽电动机转子装配设计集合了实心铁心设计和叠片铁心设计的优点。垫片铁心由单片的无取向电工硅钢片组成。铁心装配经合金600的转子压板轴向压紧后，热套在轴上以保证泵在工作时最大限度的保持机械完整性。铁心处轴外经的尺寸必须满足静、循环疲劳强度及转子刚度的要求。为了减小转子铁心饱和电势对电机磁化电流的影响，采用403不锈钢材质的轴提供额外的磁通量路径。相比于非磁性奥氏体不锈钢，403不锈钢轴材料具有较高的弹性模量和强度。
屏蔽泵电动机转子采用转子鼠笼式绕组将转子铜条和转子联接环焊接在一起。在鼠笼结构中应用耐蠕变的银铜合金转子铜条和转子联接环，并对鼠笼式绕组进行热分析、结构分析以及蠕变分析，以确保其60年使用寿命。屏蔽电动机转子鼠笼绕组焊接时，可以采用传统的感应钎焊法，这种钎焊方法允许转子的每一端单独进行钎焊，并获得刚性的电磁机械性能兼备的接头。目前，屏蔽电机中转子鼠笼结构采用两端带有坡口的硬铜母线为转子铜条，采用紫铜锻件加工转子联接环，在转子联接环上加工一个比转子铜条略宽的一个环形凹槽，将转子铜条伸到凹槽内进行焊接。传统的焊接形式容易浪费焊料，在整个凹槽内施焊不能保证每根铜条和端环连接处焊缝上的气孔、夹渣等焊接质量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种屏蔽泵电动机转子联接环结构，该联接环结构既能保证转子鼠笼式绕组的强度，又能保证转子铜条和转子联接环之间的焊接质量。本发明的技术方案为：电机转子铜条1两端焊接转子联接环2，转子联接环2与转子铜条1通过焊接固定在一起构成屏蔽泵电机的转子鼠笼式绕组，转子联接环每个槽孔3处采用具有一定角度的坡口设计，第一个坡口采用45°的坡口，第二个坡口采用5°坡口，每个槽孔3处靠近转子联接环中心线处的槽口采用阶梯结构4。转子联接环2和转子铜条1的材料均采用耐蠕变的铜银合金UNS C10700，转子联接环2带有与转子铜条1数目相同的槽孔3，转子铜条1插装在槽孔3内。特殊的槽孔结构使转子联接环2与转子铜条1焊接形成鼠笼绕组。
本发明根据屏蔽电机设计的转子铁心尺寸及其设计规范要求的转子鼠笼绕组的导电条件，其结构见图1和图2所示。转子联接环设计为带与转子铜条数目相同的凹槽结构，并通过铜银焊接配合在转子铜条的两个端部，以保持转子鼠笼式绕组的导电性，如图3所示。为了在电机后续加工中与转子上其它部件配合，其焊后加工示意图如图4所示。
本发明的优点：转子联接环和转子铜条构成了转子鼠笼式绕组结构，转子联接环被定义为非安全相关部件。在转子联接环的设计中，需要考虑转子联接环材料的选择，选择与转子铜条相同材质的铜银合金，可以大幅提高其鼠笼绕组的导电性。另外转子联接环在设计过程中，要考虑转子铜条与转子联接环之间的间隙，转子铜条与转子联接环的蠕变疲劳寿命，转子铜条和转子联接环之间的疲劳寿命等因素。
在转子联接环的结构设计中，在转子联接环上开具和转子铜条数目相同的凹槽。为了配合转子铜条的焊接并保证其焊接质量，减小在焊接过程中出现的气孔和夹渣率，保证屏蔽主泵电机60年免维护的使用寿命。在转子联接环每个凹槽处采用具有一定角度的坡口设计，第一个坡口采用45°的坡口设计，第二个坡口采用5°坡口设计，这两种坡口角度的设计及配合有利于焊料的填充，在每个槽孔中心线的两端采用圆弧形结构，也有利于焊料的填充。另外每个凹槽处靠近转子联接环中心线处的槽口处采用阶梯结构设计，能有效的控制在焊接过程中焊料的填充，使保证焊料充分填满凹槽的同时，不产生溢出。这种型的转子联接环结构设计在保证转子鼠笼式绕组导电性的同时，有效地改善了转子联接环与转子铜条间的焊接质量情况，为屏蔽电动泵60年免维护的使用寿命提供了保证。解决了屏蔽电机转子联接环和转子铜条间焊缝中存在较大气孔率和夹渣率的技术难题。
附图说明
图1转子联接环结构剖面图
图2转子联接环结构示意图
图3转子联接环与转子铜条焊接示意图
图4焊接后，转子联接环加工示意图
具体实施方式
如图1所示为本发明的转子联接环结构，电机转子铜条1两端焊接转子联接环2，转子联接环2与转子铜条1通过焊接固定在一起构成屏蔽泵电机的转子鼠笼式绕组，转子联接环每个槽孔3处采用具有一定角度的坡口设计，第一个坡口采用45°的坡口，第二个坡口采用5°坡口，每个槽孔3处靠近转子联接环中心线处的槽口采用阶梯结构4。转子联接环2和转子铜条1的材料均采用耐蠕变的铜银合金UNS C10700，如图2所示，转子联接环2带有与转子铜条1数目相同的槽孔3，转子铜条1插装在槽孔3内。特殊的槽孔结构使转子联接环2与转子铜条1焊接形成鼠笼绕组。
根据图1设计的转子联接环尺寸和设计规范的要求，利用应力分析计算和应力云图计算，选择了满足设计规范和使用要求的转子联接环材料，完成转子联接环结构设计。在转子联接环结构设计中，通过在转子联接环上开具与转子铜条数目相同的凹槽，在转子联接环每个凹槽处采用具有一定角度的坡口设计，第一个坡口采用45°的坡口设计，第二个坡口采用5°坡口设计，这两种坡口角度的设计及配合有利于焊料的填充，在每个槽孔中心线的两端采用圆弧形结构，也有利于焊料的填充。另外每个凹槽处靠近转子联接环中心线处的槽口处采用阶梯结构设计，能有效的控制在焊接过程中焊料的填充，使保证焊料充分填满凹槽的同时，不产生溢出。转子联接环与转子铜条钎焊完成后，对转子联接环进行加工，以保证在考虑转子铜条和转子联接环耐蠕变的同时，较小的转子铜条和转子联接环能减小使用铜银的质量以及使运行温度控制在设计规范要求的范围内。这种型的转子联接环结构设计在保证转子鼠笼式绕组导电性的同时，有效地改善了转子联接环与转子铜条间的焊接质量情况，为屏蔽电动泵60年免维护的使用寿命提供了保证。解决了屏蔽电机转子联接环和转子铜条间焊缝中存在较大气孔率和夹渣率的技术难题。
Claims (2)
1.一种屏蔽泵电动机转子联接环结构，其特征是：电机转子铜条(1)两端焊接转子联接环(2)，转子联接环(2)与转子铜条(1)通过焊接固定在一起构成屏蔽泵电机的转子鼠笼式绕组，转子联接环每个槽孔(3)处采用具有一定角度的坡口设计，第一个坡口采用45°的坡口，第二个坡口采用5°坡口，每个槽孔(3)处靠近转子联接环中心线处的槽口采用阶梯结构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种屏蔽泵电动机转子联接环结构，其特征是：转子联接环(2)和转子铜条(1)的材料均采用耐蠕变的铜银合金UNS C10700，转子联接环(2)带有与转子铜条(1)数目相同的槽孔(3)，转子铜条(1)插装在槽孔(3)内，特殊的槽孔结构使转子联接环(2)与转子铜条(1)焊接形成鼠笼绕组。
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