CN113241910A - 一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法 - Google Patents

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梁太海
吴永干
常新建
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Abstract

本发明涉及到一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却；所述步骤d的具体操作步骤为：采用液氮对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长10~30分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。采用本方法制备的鼠笼式电机转子，导条与转子冲片的分离率可达到99~100%，从而进一步降低电机的涡流损耗。

Description

一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法。
背景技术
鼠笼式电机转子是一种铸铝转子，其结构是在由硅钢片（相当于本发明中所述的转子冲片）叠压而成的转子铁芯两端铸造铝质端环，在转子铁芯的槽体内形成铝质导条（也称之为“笼条”）连接转子铁芯两端的端环，由于是采用铸造工艺，因此，铸造完成后的导条与转子铁芯的槽体内壁是连接在一起的（即导条与硅钢片连接），在经过冷却后，导条收缩，与槽体内壁产生分离（即导条与硅钢片分离），从而避免硅钢片的片间短路，降低涡流损耗。
但是，在实际生产中，采用传统水冷却工艺难以使导条与转子铁芯的槽体内壁实现100%分离，通常的分离率在95~98%，因此，依然存在少量硅钢片短路的现象，使得电机涡流损耗比设计值大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，采用本方法制备的鼠笼式电机转子，导条与转子冲片的分离率可达到99~100%，从而进一步降低电机的涡流损耗。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却；
所述步骤d的具体操作步骤为：采用液氮或低温氮气对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长10~30分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。
作为一种优选方案，所述转子进行冷却前的温度为450~600℃。
作为一种优选方案，所述液氮的温度为≤-196℃，低温氮气的温度≤-40℃。
作为一种优选方案，所述步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。
作为一种优选方案，所述步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。
作为一种优选方案，所述步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子；
作为一种优选方案，本制备方法还包括步骤e、复热：对完成步骤d的转子进行加热，使其中心孔扩大；e、抽出芯轴；f、换轴：二次加热，在转子铁芯的中心孔扩大后，插入真轴；g、自然冷却，转子铁芯的中心孔缩小，使转子铁芯抱紧真轴。
作为一种优选方案，所述步骤d采用向转子喷洒液氮或低温氮气的方式对转子进行冷却。
作为一种优选方案，所述步骤d采用将转子浸没在液氮中的方式对转子进行冷却。
本发明的有益效果是：本发明通过采用液氮对铸铝转子进行急速、大温差的冷却，利用硅钢片和铝质导条热胀冷缩系数的不同，使导条和硅钢片快速冷缩，加大两者分离力，从而使导条与硅钢片（即转子冲片）彻底分离，进一步降低电机的涡流损耗。
另外，冲裁硅钢片制成的转子冲片冲切边缘会产生很多毛刺，铸铝时毛刺裹夹在铸铝中，采用本发明可以达到硅钢片的韧脆转变温度以下，当导条受冷收缩时可以把毛刺剪拔掉，有助于进一步减少杂散损耗。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却：采用向转子喷洒液氮的方式对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长10分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。转子进行冷却前的温度为450℃。液氮的温度为-196℃。
步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。
步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。
步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子。
通过上述制备方法制得的鼠笼式电机转子，经测试，导条与转子冲片的分离率可达到99%。
本实施例采用向转子喷洒液氮的方式对转子进行冷却，安全系数高，成本低，但存在导条冷却不均匀的现象，需要多角度对转子进行同步喷洒，操作难度较大。
实施例2：
一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却：采用将转子浸没在液氮中的方式对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长20分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。转子进行冷却前的温度为525℃。液氮的温度为-197℃；e、抽出芯轴；f、换轴：二次加热，在转子铁芯的中心孔扩大后，插入真轴；g、自然冷却，转子铁芯的中心孔缩小，使转子铁芯抱紧真轴。
其中，步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子。
通过上述制备方法制得的鼠笼式电机转子，经测试，导条与转子冲片的分离率可达到99.6%。
本实施例采用将转子浸没在液氮中的方式对转子进行冷却，需要设置氮气罐，成本高，但对导条的冷却均匀，导条与转子冲片的分离更充分，操作比较简单。
实施例3：
一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却：采用将转子浸没在液氮中的方式对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长30分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。转子进行冷却前的温度为600℃。液氮的温度为-196℃；e、抽出芯轴；f、换轴：二次加热，在转子铁芯的中心孔扩大后，插入真轴；g、自然冷却，转子铁芯的中心孔缩小，使转子铁芯抱紧真轴。
其中，步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子。
通过上述制备方法制得的鼠笼式电机转子，经测试，导条与转子冲片的分离率可达到100%。
实施例3：
一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却：采用向转子喷洒低温液氮的方式对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长30分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。转子进行冷却前的温度为450℃。液氮的温度为≤-40℃，优选采用-40℃、-60℃、-80℃、-100℃。
步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。
步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。
步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子。
通过上述制备方法制得的鼠笼式电机转子，经测试，导条与转子冲片的分离率可达到99%。
本实施例采用向转子喷洒液氮的方式对转子进行冷却，安全系数高，成本低，但存在导条冷却不均匀的现象，需要多角度对转子进行同步喷洒，操作难度较大。
本发明工作原理是：本发明通过采用液氮对铸铝转子进行急速、大温差的冷却，利用硅钢片和铝质导条热胀冷缩系数的不同，使导条和硅钢片快速冷缩，加大两者分离力，避免两者分离时铝质导条产生形变，从而使导条与硅钢片（即转子冲片）彻底分离，进一步降低电机的涡流损耗。
上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，该方法的具体步骤包括：
a、硅钢片冲裁形成转子冲片；b、转子冲片叠压形成转子铁芯；c对转子铁芯进行铸铝形成铸铝转子；d、冷却；
其特征在于，所述步骤d的具体操作步骤为：采用液氮或低温氮气对完成步骤c后带有余热的转子进行冷却，冷却时长10~30分钟，然后取出，使转子自然升温至室温。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述转子进行冷却前的温度为450~600℃。
3.根据权利要求1所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述液氮的温度≤-196℃，低温氮气的温度≤-40℃。
4.根据权利要求1所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述步骤a硅钢片的冲裁具体包括：将裁成条料或整张的硅钢片，冲制成所需要的槽形，形成转子冲片。
5.根据权利要求1所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述步骤b硅钢片叠压具体包括：将转子冲片逐片套接在芯轴上进行定位，转子冲片叠装到所需高度后，对最外端转子冲片施加相向的压力，使所有转子冲片紧靠在一起形成转子铁芯。
6.根据权利要求1所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述步骤c铸铝具体包括：采用压力铸铝机或离心铸铝机，将转子铁芯放入铸铝模腔内，充入铝液，铸出铸铝转子。
7.根据权利要求4所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，还包括步骤e、抽出芯轴；f、换轴：二次加热，在转子铁芯的中心孔扩大后，插入真轴；g、自然冷却，转子铁芯的中心孔缩小，使转子铁芯抱紧真轴。
8.根据权利要求1~7任一所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述步骤d采用向转子喷洒液氮或低温氮气的方式对转子进行冷却。
9.根据权利要求1~7任一所述的一种低损耗鼠笼式电机转子的制备方法，其特征在于，所述步骤d采用将转子浸没在液氮中的方式对转子进行冷却。
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