一种高效复合笼条电动机转子及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种高效复合笼条电动机转子，包括转子，其特征在于：所述转子包括一组转子冲片，所述转子冲片上开设有内、外鼠笼槽；所述内鼠笼槽内穿插内鼠笼条；所述外鼠笼槽内一次性铸入由外鼠笼条和端环组成的硅铝外鼠笼；所述端环包括风叶和平衡柱；所述内鼠笼条和外鼠笼条的两端和端环连接为一体。本发明专利技术结构合理简单、科学先进，这种高速压制铜铝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。

【技术实现步骤摘要】
一种高效复合笼条电动机转子及其制备方法
本专利技术涉及一种高效复合笼条电动机转子及其制备方法，更具体的说是涉及一种高效的高速压制铜铝双鼠笼复合笼条电动机转子，属于电动机

技术介绍
实施电机能效提升计划，促进电机产业升级。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IE4能效要求，必需加大定、转子体积，材料增加，零部件通用性差。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670℃，而铜的熔点高达1083℃，这样高的温度对模具及冷轧硅钢片绝缘涂层都是很大的考验，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。因此，目前急需一种加工周期短、成本低且生产的产品使用寿命长的加工铸造工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种通用性强、性能稳定、高起动力矩、大大提高电机效率的铜铝双鼠笼复合笼条高效电动机转子及其制备方法。为了达到以上目的，本专利技术涉及的一种高效复合笼条电动机转子，包括转子，其特征在于：所述转子包括一组转子冲片，所述转子冲片上开设有内、外鼠笼槽；所述内鼠笼槽内穿插内鼠笼条；所述外鼠笼槽内一次性铸入由外鼠笼条和端环组成的硅铝外鼠笼；所述端环包括风叶和平衡柱；所述内鼠笼条和外鼠笼条的两端和端环连接为一体。本专利技术进一步限定的技术方案为：所述内鼠笼条和外鼠笼条相互靠近或者相切。进一步的，所述内鼠笼条为T4紫铜成型棒。进一步的，所述外鼠笼条采用的是电阻率较高的硅铝材料浇铸制成。进一步的，所述内鼠笼条、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。进一步的，所述内鼠笼条的截面面积大于外鼠笼条的截面面积。本申请还涉及一种转子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：叠压转子铁心(1)设置子母键和假轴，将子母键在假轴上固定；(2)将冲裁好的有内、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；第二步：穿插内鼠笼T4紫铜成型棒(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T4紫铜成型棒装配的要求；(2)将内鼠笼内的2根定位棒压出；(3)将T4紫铜成型棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将T4紫铜成型棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满T4紫铜成型棒；第三步：对转子外鼠笼和端环高速液压冲击铸铝(1)安装包括上、中、下铸铝模具，铸铝模具的风叶槽、平衡柱槽且排气道畅通；将铸铝模具，中、下铸铝模具安放在高速液压铸铝冲击机的拖板上，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；(2)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；(3)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，得到铜铝双鼠笼复合笼条的高效电动机转子。本专利技术进一步限定的技术方案为：在第二步中，所述内鼠笼槽经过推槽处理后尺寸精度为0～0.06mm。进一步的，在第二步中，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HRC60～64。进一步的，第三步中，所述内浇口速度为20～25m/s。进一步的，第三步中，所述压射比压为18～25MPa。本专利技术的有益效果：本专利技术结构合理简单、科学先进，这种高速压制铜铝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。所以高速压制铜铝双鼠笼复合笼条转子，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。本专利技术中，纯铜棒为T4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一半。本专利技术产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期，还具有如下优点：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，本专利技术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T4紫铜成型棒的装配要求，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、T4紫铜成型棒穿插工艺，增加了推槽工艺过程，使内鼠笼槽的公差能够满足T4紫铜成型棒装配的要求，优化了T4紫铜成型棒装配的工艺过程，缩短了T4紫铜成型棒装配的加工周期，产品的一次合格率高，缩短了产品的生产周期。第三、高速压制的铸铝端环密度较均匀，其偏差小于0.01g/cm3。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的转子冲片结构示意图。图中：1转子冲片、2端环、3外鼠笼条、4内鼠笼。具体实施方式实施例一本实施例的一种高速压制铜铝双鼠笼复合笼条高效电动机转子，基本结构如图1-2所示：包括转子，所述转子的铁芯中包含内、外鼠笼条相切的内、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使用电阻率较高硅铝浇铸材料、内鼠笼条4为电阻率较低的T4紫铜成型棒，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。制备上述一种高速压制铜铝双鼠笼复合笼条高效电动机转子，包括以下步骤：第一步，转子铁心叠压，包含：(1)设置子母键和假轴，将子母键在假轴上固定；(2)将冲裁好的有内鼠笼槽、外鼠笼槽的转子冲片1套入假轴，首先把20～25mm厚的一叠的转子冲片1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1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1在压力机上叠压紧固；第二步，穿插内鼠笼T4紫铜成型棒，包含：(1)在转子T4紫铜成型棒穿插之前，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0～0.06mm，推刀热处理硬度为HRC60～64。(2)将内鼠笼内的2根定位棒压出；(3)将T4紫铜成型棒放入转子的内鼠笼槽中，用硬质圆棒将T4紫铜成型棒送入内鼠笼槽的底部，直至将所有内鼠笼槽装满T4紫铜成型棒；第三步，对转子外鼠笼和端环高速液压冲击铸铝(1)配备铸铝模具和高速液压铸铝冲击机，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、下铸铝模具安放在高速液压铸铝冲击机的拖板上，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效复合笼条电动机转子，包括转子，其特征在于：所述转子包括一组转子冲片，所述转子冲片上开设有内、外鼠笼槽；所述内鼠笼槽内穿插内鼠笼条；所述外鼠笼槽内一次性铸入由外鼠笼条和端环组成的硅铝外鼠笼；所述端环包括风叶和平衡柱；所述内鼠笼条和外鼠笼条的两端和端环连接为一体。

【技术特征摘要】
1.一种高效复合笼条电动机转子，包括转子，其特征在于：所述转子包括一组转子冲片，所述转子冲片上开设有内、外鼠笼槽；所述内鼠笼槽内穿插内鼠笼条；所述外鼠笼槽内一次性铸入由外鼠笼条和端环组成的硅铝外鼠笼；所述端环包括风叶和平衡柱；所述内鼠笼条和外鼠笼条的两端和端环连接为一体。2.根据权利要求1所述的高效复合笼条电动机转子，其特征在于：所述内鼠笼条和外鼠笼条相互靠近或者相切。3.根据权利要求1所述的高效复合笼条电动机转子，其特征在于：所述内鼠笼条为T4紫铜成型棒。4.根据权利要求1所述的高效复合笼条电动机转子，其特征在于：所述外鼠笼条采用的是电阻率较高的硅铝材料浇铸制成。5.根据权利要求1所述的高效复合笼条电动机转子，其特征在于：所述内鼠笼条、外鼠笼条的截面为圆形、椭圆形、梨形或刀形。6.根据权利要求5所述的高效复合笼条电动机转子，其特征在于：所述内鼠笼条的截面面积大于外鼠笼条的截面面积。7.一种如权利要求1所述的转子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：叠压转子铁心(1)设置子母键和假轴，将子母键在假轴上固定；(2)将冲裁好的有内、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；第二步：穿插内鼠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王支业，
申请(专利权)人：徐州大元电机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32