一种高启动转矩三相异步电机转子材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高启动转矩三相异步电机转子材料，所述材料以AlSi合金为主体，经P、RE、Cu和Na变质得到。本发明专利技术通过对高启动转矩三相异步电机转子材料组分进行优化，其能够提供较高的电阻率和较好的力学性能，其初晶硅粒度D降低到12μm以下，电阻率ρ20℃能够达到AlSi合金原本的8.2μΩ·cm，抗拉强度σb提高到200MPa以上，伸长率δ能够达到5.8％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机材料领域，尤其涉及一种高启动转矩三相异步电机转子材料。
技术介绍
高启动转矩三相异步电动机具有起动转矩高，起动电流小，起动迅速的特点，在各行业具有广泛的应用。其工作原理如下：当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度)，通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路)，载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。高启动转矩三相异步电机具有定子和转子。所述定子具有定子铁心和定子绕组，定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组；定子绕组的是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。转子是电动机的旋转部分，包括转子铁心、转子绕组和转轴等部件，转子铁心是电机磁路的一部分，并放置转子绕组。一般用0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组；转子绕组的作用是切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。根据构造的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子；转轴用以传递转矩及支撑转子的重量，一般由中碳钢或合金钢制成。高启动转矩三相异步电机，主要要求电机转子用电工材料必须具有较高的电阻率和较好的力学性能。因此此类电机转子所用的铝合金材料，成本往往较高，其合金配比和研制技术也各异，并且其含有的贵金属和其他微量元素成分难以控制，又造成性能不稳定。而过共晶Al-Si合金成本低廉、线膨胀系数小、耐磨性和铸造性能好，具有一定的高温抗拉强度和伸长率。但Al-Si合金材料本身既脆又硬，力学性能稽查，必须经过变质处理即对铝合金中出晶硅和共晶硅进行细化，力学性能才能得以改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高启动转矩三相异步电机转子材料，其能够提供较高的电阻率和较好的力学性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高启动转矩三相异步电机转子材料，所述材料以AlSi合金为主体，经P、RE、Cu和Na变质得到。本专利技术所述的AlSi合金，是指含Si22％-28％的AlSi合金。所述Si含量以AlSi合金为100％计，可以在22％-28％范围内任意变化，优选的，所述Si含量优选为25％-26％。所述含量可以为22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25.5％、26.5％、27％、27.5％。所述转子材料的变质可以按照本领域已知的方法进行，该变质方法属于本领域的现有技术，本领域技术人员可以根据具体要求和条件任意选择。本专利技术典型但非限制性的实例如下：将纯铝熔化至700-720℃出炉扒渣，加入结晶硅，升温至高于液相线100-150℃出炉，得到AlSi合金；加入C2Cl6精炼，扒渣后按先后顺序分别加入P、RE、Cu和Na变质；再加入C2Cl6二次精炼，扒渣后浇入预热至250-350℃的金属型中。优选的，本专利技术的转子材料含有0.1-0.8％的P，进一步优选0.3-0.5％。例如0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％等。优选的，本专利技术的转子材料含有0.5-2％的RE，进一步优选0.8-1.5％。例如0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1.0％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％、1.55％、1.6％、1.65％、1.7、1.75％、1.8％、1.85％、1.9等。所述RE为稀土，其优选铈Ce和钇Y。所述稀土可以为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。优选的，本专利技术的转子材料含有0.1-0.8％的Cu，进一步优选0.3-0.5％。例如0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％等。优选的，本专利技术的转子材料含有0.1-0.8％的Na，进一步优选0.3-0.5％。例如0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％等。优选的，杂质含量低于1％，进一步优选低于0.5％。本专利技术的上述百分含量均是质量/重量百分含量。本专利技术通过对高启动转矩三相异步电机转子材料组分进行优化，其能够提供较高的电阻率和较好的力学性能，其初晶硅粒度D降低到12μm以下，电阻率ρ20℃能够达到AlSi合金原本的8.2μΩ·cm，抗拉强度σb提高到200MPa以上，伸长率δ能够达到5.8％以上。具体实施方式本专利技术通过下述实施例对本专利技术进行说明。下述实施例仅仅是本专利技术的可实施方式中的一种，本专利技术并不依赖于下述实施例才能实施。实施例1一种高启动转矩三相异步电机转子材料，所述材料以含Si25％的AlSi合金为主体，经P、RE、Cu和Na变质得到，所述P含量为0.3％，RE选择Ce，含量为0.5％，Cu含量为0.1％，Na含量为0.4％。将纯铝熔化至720℃出炉扒渣，加入结晶硅，升温至高于液相线100℃出炉，得到AlSi合金；加入C2Cl6精炼，扒渣后按先后顺序分别加入P、RE、Cu和Na变质；再加入C2Cl6二次精炼，扒渣后浇入预热至300℃的金属型中，得到本专利技术的高启动转矩三相异步电机转子材料。经测试，其初晶硅粒度D降为12μm，电阻率ρ20℃达到8.2μΩ·cm，抗拉强度σb提高到210MPa，伸长率δ能够达到5.9％。实施例2一种高启动转矩三相异步电机转子材料，相较于实施例1，其变质剂为P含量为0.1％，RE选择Ce，含量为1.0％，Cu含量为0.5％，Na含量为0.4％，其余与实施例1相同。经测试，其初晶硅粒度D降为11μm，电阻率ρ20℃达到8.15μΩ·cm，抗拉强度σb提高到220MPa，伸长率δ能够达到5.9％。实施例3一种高启动转矩三相异步电机转子材料，相较于实施例1，其AlSi合金Si含量为22％，其余与实施例1相同。经测试，其初晶硅粒度D降为12μm，电阻率ρ20℃达到8.2μΩ·cm，抗拉强度σb提高到220MPa，伸长率δ能够达到6.0％。实施例4一种高启动转矩三相异步电机转子材料，相较于实施例1，其变质剂为P含量为0.8％，RE选择Ce，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高启动转矩三相异步电机转子材料，所述材料以AlSi合金为主体，经P、RE、Cu和Na变质得到。

【技术特征摘要】
1.一种高启动转矩三相异步电机转子材料，所述材料以AlSi合金为主体，经P、RE、Cu和Na变质得到。2.如权利要求1所述的高启动转矩三相异步电机转子材料，其特征在于，所述AlSi合金中Si含量为22％-28％，优选为25％-26％。3.如权利要求1或2所述的高启动转矩三相异步电机转子材料，其特征在于，所述P含量为0.1-0.8％，优选0.3-0.5％。4.如权利要求1-3之一所述的高启动转矩三相异步电机转子材料，其特征在于，所述RE含量为0.5-2％，优选0.8-1.5％。5.如权利要求1-4之一所述的高启动转矩三相异步电机转子材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振宇，
申请(专利权)人：无锡天宝电机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32