一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法，属于电动机技术领域。
【背景技术】
[0002]目前电力机械常用交流异步电动机，通常采用鼠笼式转子结构，其主要缺点在于启动特性较差，在体积限制情况下，效率提高有限。在中小功率范围内电机要达到IE3和IE4能效要求，必需加大体积，材料增加，零部件通用性差。
[0003]使用铸铜工艺，铸铜转子最大的挑战是铸造工艺问题，因为铝的熔点为700°C，而铜的熔点高达1100 °c，这样高的温度对模具及硅钢片都是很大的考验，铸模成本高，寿命短，无法达到铝材那样的浇铸成型合格率，造成转子总体成本过高，目前很难推广应用。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对上述现有技术的不足，提供一种减小启动电流、提高电机效率的复合笼条高效电动机转子及其制备方法。
[0005]本发明的技术方案是，一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，包括转子，其特征是，所述转子的铁芯设有内、外鼠笼，内、外鼠笼的内、夕卜鼠笼条互相靠近或相切，内、外鼠笼条两端的端环分别联结为一体；所述外鼠笼条采用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼条采用的是电阻率较低的纯铜(紫铜)棒材料。
[0006]所述内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。
[0007]一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤:
O叠压转子铁心，
(1)设置假键和假轴，将假键在假轴上固定；
(2)将理好的有内、外鼠笼槽的转子冲片套入假轴，首先把20?25mm厚的一叠的转子冲片套入假轴上，在内鼠笼对置的鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片依次套入假轴，叠好转子冲片；
(3)将叠好的转子冲片在压力机上叠压紧固；
2)穿插内鼠笼纯铜(紫铜)棒，
(1)对转子的内鼠笼槽进行推槽处理，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜(紫铜)棒装配的要求；
(2)将内鼠笼内的2根定位棒取出；
(3)将纯铜(紫铜)棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜(紫铜)棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜(紫铜)棒，所述纯铜(紫铜)棒为紫铜棒；
3)转子外鼠笼铸铝，
(I)配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通； (2)安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂；
(3)根据被压铸转子的规格，调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置；
(4)向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
[0008]步骤2中所述内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为O?0.08mm。
[0009]步骤2中对所述内鼠笼槽进行推槽用的推刀材料为高速钢，推刀热处理硬度为HRC 60 ?64。
[0010]步骤3中所述内浇口速度为10?15m/s。
[0011]步骤3中所述压射比压为18?25MPa。
[0012]本发明结构合理简单、生产制造方便，这种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，在起动时，由于集肤效应，使起动电流集中于外鼠笼，相当于有效截面小，有效电阻大，功率因数增大，结果是电机的起动电流减小，起动转矩增大。正常工作时，由于转子回路频率低，集肤效应极小，双鼠笼都发挥作用，相当于有效截面增大，有效电阻减小。所以双鼠笼转子，改善了起动性能和工作性能。内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形，这种常用的转子槽形结构，主要通过集肤效应影响起动性能。本发明中，纯铜棒为紫铜棒，转子绕组损耗受转子结构的影响很大，因为常用的转子结构有铸铝转子和铜条转子，铜的电阻率比铝的电阻率小很多，只是铝电阻率的60%左右，所以采用铜条转子的损耗比铸铝转子的损耗少—半°
[0013]本发明制备方法科学先进，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期，具有如下优点:
第一、与三相异步电动机转子铁心利用轴孔键槽定位叠压工艺相比，本发明的叠压工艺的优点在于，由于采用了定位棒定位及假轴定位，能够保证转子铁心槽的平整度，使转子铁心的加工精度能够满足纯铜(紫铜)棒的装配要求，不但提高了转子铁心的叠压质量，缩短了电机的加工工艺过程；
第二、纯铜(紫铜)棒穿插工艺，增加了推槽工艺过程，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜(紫铜)棒装配的要求，优化了纯铜(紫铜)棒装配的工艺过程，缩短了纯铜(紫铜)棒装配的加工周期，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为转子冲片的结构示意图。
[0016]图中:1转子冲片、2端环、3外鼠笼条、4内鼠笼条。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【附图说明】对本发明作进一步说明。
[0018]—种双鼠笼复合笼条高效电动机转子，包括转子，所述转子的铁芯中包含鼠笼条互相靠近或相切的内、外鼠笼，内、外鼠笼的鼠笼条两端的端环2分别联结为一体；为改善异步电动机的启动特性，外鼠笼的外鼠笼条3使用电阻率较高铝浇铸材料、内鼠笼条4为电阻率较低的纯铜(紫铜)棒，转子的铁芯中内、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。对应普通鼠笼转子每条鼠笼的内、外两鼠笼条的总截面大于前者。
[0019]一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤:
步骤1、转子铁心叠压，包含:
(1)设置假键和假轴，将假键在假轴上固定；
(2)将理好的有内鼠笼槽、外鼠笼槽的转子冲片I套入假轴，首先把20?25mm厚的一叠的转子冲片I套入假轴上，在内鼠笼对置的内鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片I依次套入假轴，叠好转子冲片1，保证转子铁心鼠笼槽的平整度；
(3)将叠好的转子冲片I在压力机上叠压紧固；
步骤2、穿插内鼠笼纯铜(紫铜)棒，包含:
(I)在转子纯铜(紫铜)棒穿插之前，使用高速钢制成的推刀对转子的内鼠笼槽进行推槽，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜棒装配的要求，内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为O?0.08mm，推刀热处理硬度为HRC 60?64。
[0020](2)将内鼠笼内的2根定位棒取出；
(3)将纯铜(紫铜)棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜(紫铜)棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜(紫铜)棒；
步骤3、对转子外鼠笼铸铝，
(1)配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通；
(2)安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂；
(3)根据被压铸转子的规格来调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置；
(4)向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
【主权项】
1.一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，包括转子，其特征是:所述转子的铁芯设有内、夕卜鼠笼，内、夕卜鼠笼的内、夕卜鼠笼条(4、3)互相靠近或相切，内、夕卜鼠笼条(4、3)两端的端环(2)分别联结为一体；所述外鼠笼条(3)采用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼条(4)采用的是电阻率较低的纯铜棒材料。
2.根据权利要求1所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，其特征是，所述内、夕卜鼠笼条(4、3)的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。
3.根据权利要求1所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子，其特征是，所述纯铜棒为紫铜棒。
4.一种双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，包括以下步骤: O叠压转子铁心， (1)、设置假键和假轴，将假键在假轴上固定； (2 )、将理好的有内、外鼠笼槽的转子冲片(I)套入假轴，首先把20?25mm厚的一叠的转子冲片(I)套入假轴上，在内鼠笼对置的内鼠笼槽内插入2根定位棒，再把剩余的转子冲片(I)依次套入假轴，叠好转子冲片(I); (3)、将叠好的转子冲片(I)在压力机上叠压紧固； 2)穿插内鼠笼纯铜棒， (1)、对转子的内鼠笼槽进行推槽处理，使内鼠笼槽的公差能够满足纯铜棒装配的要求； (2)、将内鼠笼内的2根定位棒取出； (3)、将纯铜棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将纯铜棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满纯铜棒，所述纯铜棒为紫铜棒； 3)转子外鼠笼铸铝， (1)、配备铸铝模具和辅机，铸铝模具包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽、排气道畅通； (2)、安装铸铝模具，中、下铸铝模具安放在辅机的拖板上，上铸铝模具通过T型槽螺栓与活动横梁紧固，并均匀涂刷石墨油剂； (3)、根据被压铸转子的规格，调整铸铝模具的内浇口速度、压射比压、开模行程和各行程开关的位置； (4)、向安装调整好的铸铝模具压射铸铝，依次经合模、合模延时、慢压射、快压射、增压延时、压射泄压、合模泄压、开模、切料、退出假轴，铸成由外鼠笼条和端环组成的整体外鼠笼及端环上的风叶和平衡柱，得到双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。
5.根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤2中所述内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为O?0.08mm。
6.根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤2中对所述内鼠笼槽进行推槽用的推刀材料为高速钢，推刀热处理硬度为HRC 60?64。
7.根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤3中所述内浇口速度为10?15m/s。
8.根据权利要求4所述的双鼠笼复合笼条的高效电动机转子的制备方法，其特征是，步骤3中所述压射比压为18?25MPa。
【专利摘要】本发明涉及一种双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法，属于电动机技术领域,包括转子，所述转子的铁芯中包含鼠笼条互相靠近或相切的内、外鼠笼，内、外鼠笼的鼠笼条两端的端环分别联结为一体；所述外鼠笼使用的是电阻率较高铝浇铸材料，内鼠笼使用的是电阻率较低的纯铜（紫铜）棒材料。一种复合笼条高效电动机转子的制备方法，包括以下步骤：1）转子铁心叠压； 2）内鼠笼纯铜（紫铜）棒穿插；3）对转子外鼠笼铸铝。本发明结构合理简单、制备方法科学先进，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期。
【IPC分类】H02K17-18, H02K15-02
【公开号】CN104767334
【申请号】CN201510138786
【发明人】开志宏, 李佳友, 王聪, 王军昌, 李扬, 周康林
【申请人】江苏利得尔电机有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月27日