CN1452301A - 鼠笼式感应电机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鼠笼式感应电机的转子，包括转子铁芯、转子导体和端环，转子铁芯是由按照间隔放射形地开有多个第一槽和第二槽的钢板叠加组成，第一槽比第二槽与钢板的中心孔距离大；将钢板的第一槽和第二槽沿着轴方向对齐，积层形成转子铁芯；转子导体分别设置在第一槽和第二槽内，在转子铁芯的两端上有连接转子导体形成一个回路的端环；在转子铁芯第一槽内的转子导体成分是铜，在转子铁芯第二槽内的转子导体成分是铝，连接第一槽和第二槽转子导体有形成一个回路的端环，在转子铁芯第一槽内的转子导体的两端部和端环之间设置有涂覆层。本发明的效果是用简单的方法去除铜和铝之间分界面上的反应层，防止了高电阻的反应层的产生，减小转子导体的电阻，提高转子的性能。

Description

鼠笼式感应电机的转子
技术领域
本发明涉及一种关于感应电机方面的发明，特别是鼠笼式感应电机的转子方面的改进。
背景技术
一般来讲，电机是将电能转换成机械能获取旋转动力的机器，大体上分为直流电机和交流电机，而感应电机属于交流电机的一种。
感应电机由定子和转子构成，定子线圈上流有交流电时产生的旋转磁场，使转子产生扭矩，使电机旋转。上述感应电机根据转子的线圈形状分为鼠笼式感应电机和线圈式感应电机，其中鼠笼式感应电机的转子线圈是由铜或者铝等的环棒形成转子导体，线圈式感应电机的转子上的线圈与定子的线圈结合方法相同。
下面参照附图，对鼠笼式转子结构进行简单的说明。
如图1所示，上述鼠笼式感应电机的转子由转子导体15和转子铁芯10组成。上述转子导体15通过定子线圈(图中没有表示出)感生的电流和磁通的相互作用产生扭矩；上述转子铁芯100是形成磁通的磁性体。圆形的硅钢板11外周边缘形成放射形的多个转子槽13，上述转子铁芯100由多个硅钢板11沿着轴方向累积形成，使转子槽13对齐，上述转子槽13上插入有导电性能好的铝或者铜等金属，形成转子导体15。另外上述转子导体15的两端上有连结转子导体形成一个回路的端环17。这时上述转子导体15和端环17一般广泛使用铝压铸方法进行加工。
具有上述结构的鼠笼式感应电机的转子通过上述转子导体15产生的感生电流与磁通相互作用，右手法则产生扭矩。
为了提高鼠笼式感应电机的性能，转子导体15的电阻必须要小。但是适用于上述转子导体15的导电率比铜低，所以导致了感应电机特性低下的问题。
为了解决上述问题本申请人曾经提出采用铜棒插入到鼠笼式感应电机转子结构，下面参照图2进行详细的说明。
图2是已公开的鼠笼式感应电机的转子的另种结构，即将构成转子导体的铜棒35插入到转子铁芯30内，在铜棒35的两端部通过铝压铸方法形成端环37。在上述情况下，虽然降低了转子导体的电阻，提高了转子的性能，但是上述铜棒35和铝端环37之间形成高电阻的反应层。这种反应层左右二次电流的路径，最终二次电流集中于与端环结合较好的某一侧，反而增加了电阻。
如图3所示的已公开的鼠笼式感应电机的转子又一种结构，即在铝导体45和铜棒49之间形成电镀层48，去除上述铜棒和铝导体之间的反应层。但是转子导体中铝所占有的比率较大，降低不了多少导体电阻。这是由于需要确保利用铝压铸形成上述转子导体时的铝熔融液注入空间，所以只能限制铜棒49的大小来完成。另外上述电镀层48沿着转子槽的长度方向形成，提高了产品的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用铜和铝缩小转子导体的电阻，并有效地去除形成在两者的分界面上的反应层，以提高感应电机的特性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是设计一种鼠笼式感应电机的转子，包括转子铁芯、转子导体和端环，所述转子铁芯是由按照间隔放射形地开有多个第一槽和第二槽的钢板叠加组成，所述第一槽比第二槽与钢板的中心孔距离大；将所述钢板的第一槽和第二槽沿着轴方向对齐，积层形成转子铁芯；所述转子导体分别设置在所述第一槽和第二槽内，在转子铁芯的两端上有连接转子导体形成一个回路的端环；通过定子线圈产生的感生电流和磁通相互作用产生扭矩。在所述转子铁芯第一槽内的转子导体成分是铜，在所述转子铁芯第二槽内的转子导体成分是铝，连接第一槽和第二槽转子导体形成一个回路的端环，其成分与设置在第二槽内的转子导体的成分相同均为铝。
鼠笼式感应电机的转子铁芯第二槽内的转子导体和端环通过铝压铸而形成；在所述转子铁芯第一槽内的转子导体的两端部和端环之间设置有涂覆层，以防止在第一槽内的转子导体的两端部和端环之间形成高电阻的电化学反应层。
上述涂覆层可以是镍涂覆膜。
本发明的鼠笼式感应电机的转子可以带来如下效果：由于在第一槽内采铜，在第二槽内采用铝，将铜和铝通过钢板隔开，从根本上防止了高电阻的反应层的产生，于是充分利用了铜转子导体的特性，用简单有效的方法去除铜和铝之间分界面上的反应层，减小转子导体的电阻，提高转子的性能。
附图说明
图1为一般感应电机的转子结构剖面图。
图2为已公开的(韩国)鼠笼式感应电机的转子结构剖面图。
图3为已公开的(日本)鼠笼式感应电机的转子结构剖面图。
图4a为本发明的鼠笼式感应电机的转子结构横剖面图。
图4b为本发明的鼠笼式感应电机的转子结构纵剖面图。
图中主要标记说明：
100：转子铁芯        110：钢板
111：第一槽          113：第二槽
120：铜转子导体      130：铝转子导体
140：端环    150：涂覆层
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的鼠笼式感应电机的转子作进一步详细说明：
本发明采用的技术方案是设计一种鼠笼式感应电机的转子，包括转子铁芯、转子导体和端环，所述转子铁芯是由按照间隔放射形地开有多个第一槽和第二槽的钢板叠加组成，所述第一槽比第二槽与钢板的中心孔距离大；将所述钢板的第一槽和第二槽沿着轴方向对齐，积层形成转子铁芯；所述转子导体分别设置在所述第一槽和第二槽内，在转子铁芯的两端上有连接转子导体形成一个回路的端环；通过定子线圈产生的感生电流和磁通相互作用产生扭矩。在所述转子铁芯第一槽内的转子导体成分是铜，在所述转子铁芯第二槽内的转子导体成分是铝，连接第一槽和第二槽转子导体形成一个回路的端环，其成分与设置在第二槽内的转子导体的成分相同均为铝。
鼠笼式感应电机的转子铁芯第二槽内的转子导体和端环通过铝压铸方法形成。在所述转子铁芯第一槽内的转子导体的两端部和端环之间设置有涂覆层，以防止在第一槽内的转子导体的两端部和端环之间形成高电阻的电化学反应层。
上述涂覆层可以是镍涂覆膜。
如图4a、4b所示，本发明的松鼠笼式感应电机具有如下结构：述松鼠笼式感应电机大体上由定子(图纸中没有表示出)、转子、轴构成。上述转子与上述定子构成同心圆，与定子的内周缘保持一定空隙。上述轴压入到上述转子的中心部，将转子的旋转力传递给从动轴上。上述转子由转子铁芯100、转子导体120、130和端环140组成。钢板110上按照特定间隔放射形地形成有多个第一槽111和第二槽113，将上述钢板110的第一槽111和第二槽113沿着轴方向对齐，积层形成转子铁芯100。上述转子导体120和转子导体130分别设置在上述第一槽111和第二槽113内，通过定子线圈产生的感生电流和磁通相互作用产生扭矩。上述转子铁芯的两端上有连结转子导体形成一个回路的端环140。
如图4a所示，构成上述转子铁芯的钢板110上形成有压入口115和多个第一槽111、第二槽113。上述压入口115形成在圆形的硅钢板中心部，用于插入设置轴20；以上述压入口115为中心形成反射形的多个第一槽111；多个第二槽113比第一槽111偏于中心，形成放射形的多个第二槽113。其中，上述第一槽111和第二槽113相互分离，其中之一内设置有以铜为成分的转子导体(以下简称铜转子导体)，另一侧内设置有以铝为成分的转子导体(以下简称铝转子导体)。
其中，最好是在上述第一槽111内插入铜转子导体120，而在上述第二槽113内插入铝转子导体130。如图所示，上述第一槽111偏于钢板110的外周边缘侧，因为上述第一槽111的内部容积比第二槽113的大，所以将导电率相对高的铜插入到上述第一槽111内能够提高转子的性能。在上述第二槽113内，铝熔融液凝固之后形成铝转子导体130，铝熔融液在上述转子导体的两端形成端环。也就是说，为了将铜转子导体120和铝转子导体130构成一个回路，将设置在每个槽111、113内的转子导体的两端部互相连结，起上述连结作用的是端环。由于铜在特形上不适合于压铸加工方法，所以上述端环主要用铝来制作。在上述压铸工序中，向上述第二槽113注入铝熔融液加压后进行凝固时，在上述第二槽内形成铝转子导体130的同时在两端部形成铝端环。上述第二槽113的个数无需比第一槽111的个数多，只要上述第二槽113的大小能够注入铝熔融液即可。
如图4b所示，设置在上述第一槽111内的铜转子导体120和第二槽113内的铝转子导体130由钢板分开，所以上述铜转子导体120和铝转子导体130之间不会形成高电阻的反应层。
为了去除铜转子导体120和铝端环140之间形成反应层，在铜转子导体的两端进行电镀形成电镀层150即可，上述电镀层150是镍涂覆膜，仅在铜转子导体120的两端。所以无需在铜棒长度方向进行电镀。由于减少了电镀面积，因而减少了很多费用。
下面对具有上述结构的松鼠笼式感应电机的制作过程进行简单的说明。
首先是冲压阶段：利用冲压模具将薄硅钢板110冲压出压入口115、第一槽111和第二槽113。上述压入口115位于薄硅钢板110的中心部，用于压入轴。上述第一槽111在外周边缘侧按照放射形冲压形成。上述第二槽113在上述压入口115和第一槽111之间按照放射形冲压形成。
热处理阶段：在上述冲压阶段中，上述钢板110不仅残存有扭曲等机械应力，而且电性特性液被破坏。为了解决上述问题，对于冲压后的钢板110进行热处理，解除机械应力同时恢复电特性。
积层阶段：将第一槽111和第二槽113沿着轴方向对齐，利用焊接的方法进行固定或者利用被覆、夹子进行固定制造转子铁芯。上述积层阶段也可以放在热处理阶段之前。
压铸阶段：将铜棒插入上述转子铁芯的第一槽111内之后，将上述转子铁芯100放入模具内注入铝熔融液之后施加压力，完成感应电机的转子的制作。在上述压铸阶段中，将上述铝熔融液通过第二槽113注入，最终在第二槽内形成铝转子导体130和在上述转子铁芯的两端形成端环140。
到目前为止，本发明虽然以实施例中心进行了说明，但是在本发明所属技术领域内具有一般知识的人员，在本发明的基本技术范围内能够提出很多变形的实施例。本发明的基本技术范围在请求范围内有体现，在同等范围内变形的形态也包括在本发明内。

Claims (7)

1、一种鼠笼式感应电机的转子，包括转子铁芯、转子导体和端环，其特征是所述转子铁芯是由按照间隔放射形地开有多个第一槽和第二槽的钢板叠加组成，所述第一槽比第二槽与钢板的中心孔距离大；将所述钢板的第一槽和第二槽沿着轴方向对齐，积层形成转子铁芯；所述转子导体分别设置在所述第一槽和第二槽内，在转子铁芯的两端上有连接转子导体形成一个回路的端环；通过定子线圈产生的感生电流和磁通相互作用产生扭矩。
2、根据权利要求1所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是所述转子铁芯第一槽内的转子导体成分是铜。
3、根据权利要求1所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是所述转子铁芯第二槽内的转子导体成分是铝。
4、根据权利要求1所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是连接第一槽和第二槽转子导体形成一个回路的端环，其成分与设置在第二槽内的转子导体的成分相同。
5、根据权利要求1所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是在所述第二槽内的转子导体和端环通过铝压铸而制成。
6、根据权利要求1所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是在所述第一槽内的转子导体的两端部和端环之间设置有涂覆层，以防止在第一槽内的转子导体的两端部和端环之间形成高电阻的电化学反应层。
7、根据权利要求6所述的鼠笼式感应电机的转子，其特征是所述涂覆层是镍涂覆膜。
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