CN1184368A - 带有双斜槽的鼠笼式转子 - Google Patents

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Abstract

一带双斜槽的鼠笼式转子,包括确定旋转轴的电动机轴和与轴压入配合的层叠的铁芯,铁芯包括沿外圆周环形相间隔的槽。一导体围绕该铁芯铸造成型,以构成填满该槽的导条和位于铁芯轴的相对两侧的短路环。各槽都具有双斜形状,各槽包括相对于轴倾斜并对称地朝铁芯的中心平面会聚的第一倾斜部分和第二倾斜部分。为了有助于在铸造导条和短路环时所生成的气泡的排出。第一倾斜部分和第二倾斜部分通过一段圆弧形的槽中心部分连接。

Description

带有双斜槽的 鼠笼式转子
本发明涉及一种鼠笼式感应电动机的鼠笼式转子，特别涉及一种带有双斜槽的鼠笼式转子。
普通的感应电动机一般是不带有集电环的AC电动机，这种感应电动机一般是把线圈缠绕在转子或定子上，并把电源连接到转子或绕线定子的一边，而另一边通过感应运转。
这类线圈绕在定子上的感应电动机称为鼠笼式感应电动机，而鼠笼式感应电动机的转子称作鼠笼式转子。
鼠笼式转子具有感应电动机的次级回路，该次级回路包含一个用短路环以使嵌入在一层叠的铁芯上的许多槽内的导条的两端部短路的方式构成的电路。
同时，在上面所描述的感应电动机中，如果转子的槽数目等于定子的槽数目，则磁阻周期性地变化，这样一种鼠笼式转子在漏磁通量达到最大的那一点会很难启动。
因此，鼠笼式转子的层叠的铁芯上的槽相对电动机轴稍倾斜，使得在遍及层叠的铁芯的整个范围内磁阻一致。
在带有斜槽的鼠笼式转子中，广泛地使用右三角括号(>)状的斜槽3，如图1所示。也就是说，每条槽3包括相反倾斜的两个部分。
参考图1，标号1表示一个层叠的铁芯；电动机轴2压配合至层叠的铁芯1的中心；在层叠的铁芯1内形成有右三角括号状的斜槽3。此外，标号4表示置于槽3内的导条；标号5和6表示位于铁芯的轴向相对两侧的短路环。
这里，如图2和3所示，层叠的铁芯是由许多薄钢片1a叠加而成，每片薄钢片有一槽的分割段3＇，每相邻近的钢片1a的槽分割段3＇在圆周方向上互相偏离，以形成每一条槽3。
如图3所示，导条4和短路环5和6通过围绕着层叠的铁芯1整体压模而成为一整体，该整体最好用铝或铝合金构成。
如图3所示，在鼠笼式转子的每一个槽3中产生电磁力。由于槽由二个反向倾斜的部分组成，所以位于槽的各个部分内但在同一条沿平行于转子的电动机轴延伸的直线L上的P和Q这二个点上所产生的电磁力FA和FB的垂直(轴向)分量FAY和FBY的方向互相相反，从而互相抵消，以对抗转子在旋转期间的轴向振动。此时，转子借助于电磁力FA和FB的水平(切向)分量FAX和FBX的总和来旋转。
换而言之，与其它每条槽只有一个倾斜部分的现有技术的转子相比，为了抵消电动机转子所产生的轴向激励力，槽3由上下两部分组成，这两部分相对于转子的垂直于转子轴方向的中心面P互相对称并反向地倾斜。
下面为方便描述，把这种具有相对倾斜部分的斜槽3称为双斜槽。
传统的如右三角括号状的双斜槽3的上下两部分各自为直线，两条直线互相相交形成一个相对比较尖的或陡变的顶点。这样，倾斜方向在该顶点处突然改变，这对于在铸造导条4和短路环5、6期间在该顶点所产生的气泡7的流畅排出起阻挡作用。
如图3所示的铸造完毕后停留在导条4内的气泡7将会对导条4的导电性能起不利影响，从而增加转子相对于定子的动力转递损耗(slippage)。此外，残留气泡7导致转子相对于电动机轴质量不均匀，从而产生一种不希望有的转子相对电动机轴的直线振动，等等。这些因素又大大地降低了鼠笼式感应电动机的性能。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的双斜槽鼠笼式转子，其中，使在制造围绕双斜槽转子的层叠的铁芯的导条和短路环的铝或铝合金的铸造期间所产生的气泡能容易地从层叠的铁芯排出。
为实现本发明的上述目的，双斜槽的鼠笼式转子包括一根电动机轴，一个与电动机轴中心压配合并且其上形成有许多双斜槽的层叠的铁芯。双斜槽有上下两部分，这两部分相对于转子的中心平面互相反向且对称地倾斜。上面部分和下面部分通过一段弧形的中心部分连接。有许多导条置于槽内，设置短路环以使导条的两端部短接。
按照本发明的最佳实施例，每一条双斜槽的上面部分、下面部分和中心部分形成双曲线状。
如上面所描述的按照本发明的鼠笼式转子中，双斜槽的上面部分和下面部分互相通过中心部分曲线连接，因此，中心部分不含有陡变的或尖锐的突变点，而是增加了一段平滑的过渡，这有助于在构成导条的铸造过程中所产生的气泡的排出。
通过下面结合附图描述实施例，本发明的上述目的和其它优点将会更明显。
图1是显示传统的鼠笼式转子的透视图；
图2是传统的鼠笼式转子沿轴向的平面图，其中部分被切去；
图3是沿图2中的环形线II-II的剖视图；
图4是显示按照本发明的鼠笼式转子的透视图；
图5是在图4中类似于图2中II-II线的环形线的剖视图。
图4所示的是一种按照本发明的优选实施例的双斜槽鼠笼式转子，其中，每一条槽最好是满足双曲函数条件的适当的超集()的形状。
如图4所示，标号11代表一个层叠的铁芯；电动机轴12压入配合到层叠的铁芯11的中心；在层叠的铁芯11内形成超集()形状的双斜槽13。此外，标号13代表置于槽13内的导条，标号15和16表示短路环。
这里，层叠的铁芯11由一堆薄钢片20构成，在每片的外周边上有沿圆周间隔的凹口或槽的分割段13＇，每相邻近的钢片的槽分割段13＇在圆周方向上互相偏移，从而槽分割段13＇的这种互相偏移构成槽13。
任何一给定钢片的槽分割段13＇的在圆周的长度L互相相等，而每片的槽分割段13′的长度L与邻近一片的槽分割段的长度L不同。为形成双曲线形状，它们的长度从转子的轴向两侧朝中心面P逐渐变短，这样，最中心一片铁芯片具有最短的槽分割段。
用一种通用的例如用冲压钢板的冲压机之类的机器来确定槽分割段的大小，以形成双曲线形状。
如图5所示，围绕着层叠的铁芯11把置于斜槽13内的导条14和分别置于层叠的铁芯11轴向两侧的短路环15与16铸造成一个最好是由铝或铝合金构成的整体。
参考图5，槽13的上面部分13c和下面部分13b以双曲线形状向中心平面P倾斜，并且相对于处在平面P上的槽的中间部分13a互相对称。
因此，在平行于转子的电动机轴12延伸的同一直线L上的P＇和Q＇两点产生的电磁力FA′和FB′的水平(切向)分量FAx′和FBX′之和构成转子的驱动力，而垂直(轴向)分量FAY和FBY由于其大小相等而方向相反而互相抵消(消失)，因此，不存在轴向激励力。
另一方面，槽13的上面部分13c和下面部分13b通过一段平缓曲线状由中间部分13a相连，使得在构成导条14的铸造过程中产生的气泡很容易从槽13排出，从而不会对导条的电性能产生不利影响。
结果，用按照本发明的具有圆弧形过渡段的双斜槽鼠笼式转子，就可能实现导条14的铸造而不会使气泡保留在导条内。
虽然所描述的优先选用的槽13为双曲线形状，显然，双斜槽13的上面部分13c和下面部分13b也可以是与传统槽同样的直线形。当然，这些直线部分通过在弯曲中心或顶点部位所形成的一平滑过渡段13a而互相连接，以获得本发明的益处。
通过采用按照本发明的如上面所描述的双斜槽鼠笼式转子，解决了上面提到的形成导条时在槽13内包含残留气泡的铸造问题，同时也实现鼠笼式转子的平稳起动。而且，双斜槽13与已有技术一样防止了转子的轴向振动。
此外，由于按照本发明的双斜槽鼠笼式转子能够保持导条良好的电性能，因而使转子相对于定子的动力传递损耗减至最小，不仅使鼠笼式电动机的速度性能保持不变的同步，而且也防止由于转子质量相对于电动机轴不均匀而引起的转子相对于电动机轴的直线振动。
虽然本发明已结合特定的实施例进行了详细的描述，但本领域的普通技术人员应能懂得，可以对其在形式上和细节上作许多变化而仍不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种鼠笼式转子，包括：
一根确定旋转轴的电动机轴；
一层叠的铁芯，其装在电动机轴上，并形成有许多沿圆周相间隔的双斜槽，每条槽具有相对于轴倾斜并对称地朝铁芯的垂直于轴而延伸的中心平面会聚的第一部分和第二部分，以及位于中心平面用来连接第一部分和第二部分的圆弧形中间部分；
许多位于各双斜槽内的导条；和
用于使导条两端部短接的短路环。
2.按照权利要求1所述的鼠笼式转子，其中，由第一部分、第二部分和中间部分共同确定一双曲线形状。
3.按照权利要求1所述的鼠笼式转子，其中，所述导条和短路环铸造成一个整体。
4.一种鼠笼式转子，包括：
一根确定旋转轴的电动机轴；
一层叠的铁芯，其装在电动机轴上，并由层叠的片构成，每片包括沿它的外圆周相间隔开的槽分割段，相邻近的片以它们各自的槽分割段沿圆周偏移的方式排列，从而，这些槽分割段共同构成沿圆周相间隔的双斜槽，每条槽包括相对于轴倾斜并对称地朝铁芯的垂直于轴而延伸的中心平面会聚的第一部分和第二部分，以及位于中心平面用来连接第一部分和第二部分的中间部分，第一部分和第二部分分别贯穿铁芯的各轴向侧边，
许多槽分割段确定了每条槽的中心部分，该槽分割段在圆周上的长度逐渐变短，以使中心部分成弧形；和
一铸造成形的整体，其与铁芯相接并包括置于槽内的许多导条和位于铁芯的轴向侧边的用于使导条短接的短路环。
5.按照权利要求4所述的鼠笼式转子，其中，构成每条槽的全部槽分割段的长度基本上朝着中心平面逐渐减小，从而每条槽具有双曲线形状。
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