异步电动机填充式转子端环焊接结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种异步电动机填充式转子端环焊接结构，电机转子铜条(1)两端均焊接转子端环(2)构成异步电动机转子鼠笼条结构(3)，转子铜条(1)两端带有台阶(4)和倒角(5)，转子端环(2)上带有凹槽(6)，软铜连接块(7)填充在每相邻两转子铜条(1)间，软铜连接块(7)与转子铜条(1)、转子端环(2)焊接固定。本实用新型专利技术保证了电机运行的可靠性，提高了使用寿命，通过优化方案的转子铜条间填充的软铜块的选择，具有更好的填充连接性和导电性，实现高转速下转子鼠笼条结构强度和可靠性的功能，并有效的改善焊接质量，降低转子鼠笼条的焊接成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
异步电动机填充式转子端环焊接结构


[0001]本技术涉及一种异步电动机填充式转子端环焊接结构。

技术介绍

[0002]目前，随着国内外工业的高速发展，各行各业对异步电动机的需求量显著增加，对异步电动机的要求也越来越高。一些应用异步电动机变频调速功能的行业及需要高转速异步电动机的行业也对异步电动的运行性能和安全可靠性提出更高的高求。异步电动机的转子形式主要是根据工作条件所决定，对于重载启动和机械特性要求软特性的机械，应选用绕线型转子。一般情况下应优先选择鼠笼型异步电机。鼠笼型异步电机结构简单、造价低、使用维护方便。鼠笼型电机中根据转子铜条形状的不同，又分单元笼、双元笼、深槽笼和特殊形状笼条等。
[0003]异步电动机转子采用转子鼠笼式绕组将转子铜条和转子联接环焊接在一起。在鼠笼结构中应用耐蠕变的铜合金转子铜条和转子联接环，并对鼠笼式绕组进行热分析、结构分析以及蠕变分析，以确保其使用寿命。异步电动机转子鼠笼绕组焊接时，可以采用传统的感应钎焊法，这种钎焊方法允许转子的每一端单独进行钎焊，并获得刚性的电磁机械性能兼备的接头。目前，异步电动机中转子鼠笼结构采用硬铜母线为转子铜条，采用紫铜锻件带有转子联接环，在转子联接环上带有一个比转子铜条略宽的一个环形凹槽，将转子铜条伸到凹槽内进行焊接。传统的焊接形式容易浪费焊料，在整个凹槽内施焊不能保证每根铜条和端环联接处焊缝上的气孔、夹渣等焊接质量。

技术实现思路
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[0004]本技术的目的是提供一种异步电动机填充式转子端环焊接结构，该端环焊接结构既能保证异步电动机转子鼠笼结构在高速运行时的可靠性和强度，节约施工成本。本技术的技术方案为：一种异步电动机填充式转子端环焊接结构，电机转子铜条(1)两端均焊接转子端环(2)构成异步电动机转子鼠笼条结构(3)，转子铜条(1)两端带有台阶(4)和倒角(5)，转子端环(2)上带有凹槽(6)，软铜连接块(7)填充在每相邻两转子铜条(1)间，软铜连接块(7)与转子铜条(1)、转子端环(2)焊接固定。
[0005]本技术的优点：
[0006]设计并制造一种异步电动机填充式转子端环焊接结构。根据异步电动机设计的转子铁心尺寸及其设计规范要求的转子鼠笼绕组的导电条件，其结构见图1所示。转子端环设计成带凹槽的结构，转子铜条两端分别带有台阶，以便其伸入凹槽中进行焊接。在转子铜条端部，每两根转子铜条之间填充一块软铜板，既能保证转子鼠笼条的焊接质量和导电性，又能减少焊接时银焊料的使用量，极大的节约了制造成本。
[0007]转子联接环和转子铜条构成了转子鼠笼式绕组结构。在转子鼠笼结构的设计中，需要考虑转子端环材料的选择，选择与转子铜条相同材质的铜合金，可以大幅提高鼠笼绕组的导电性。另外转子端环在设计过程中，要考虑转子铜条与转子端环之间的间隙、银焊料
的使用量以及两者之间的焊接质量、转子铜条与转子端环的蠕变疲劳寿命、转子铜条和转子端环之间的疲劳寿命等因素。为了配合转子铜条的焊接并保证其焊接质量，减小在焊接过程中出现的气孔和夹渣率，在转子铜条端部每相邻铜条之间填充软铜板，可极大减少银焊料的使用量，降低电机制造成本，有效的解决了异步电机转子端环和转子铜条间焊缝中存在较大气孔率和夹渣率的技术难题。
[0008]本技术转子端环焊接结构，并通过在转子铜条与转子端环焊接处填充软铜板，以提高焊接质量，如图1所示。
[0009]本技术解决了转子端环与转子铜条焊接时银焊料使用过多，保证了异步电机转子端环和转子铜条间焊缝中存在较大气孔率和夹渣率有效减少，通过优化方案的软铜板尺寸大小及转子端环环形凹槽尺寸的选择，设计具有更好的焊接性能的配合，最终确定转子端环环形凹槽的深度和位置，使转子端环和转子铜条通过银焊接最终实现高转速下转子鼠笼条结构强度和可靠性的功能。
附图说明
[0010]图1转子铜条端部结构示意图
[0011]图2转子端环剖面图
[0012]图3转子铜条与转子端环焊接鼠笼条结构示意图
[0013]图4转子铜条间填充软铜板位置示意图
具体实施方式
[0014]如图3所示为本技术一种异步电动机填充式转子端环焊接结构，电机转子铜条1两端均焊接转子端环2构成异步电动机转子鼠笼条结构3，转子铜条1两端带有台阶4和倒角5，转子端环2上带有凹槽6，软铜连接块7填充在每相邻两转子铜条1间，软铜连接块7与转子铜条1、转子端环2焊接固定。
[0015]按照该转子铁心结构及安装需要，详细地设计了转子端环结构如图2。考虑到转子端环材料的高硬度、设计压力、运行工况下护环的一次性应力以及因为旋转形成的圆周力的反作用，对转子端环上凹槽的区域进行设计，并使其应力满足许用薄膜应力的要求和电机铁心的功能要求。
[0016]根据图2设计的转子端环尺寸和设计规范的要求，利用应力分析计算和应力云图计算，选择了满足设计规范和使用要求的转子端环材料，完成转子端环凹槽以及转子端环轴向长度方向上端环厚度的设计。转子端环与转子铜条焊接时时，尽量选择材质相同的转子铜条和转子端环，这样既能保二者间的导电能力相同，二者又具有相同的热膨胀系数。由于异步电动机在运行工况下，电机转子处于高速旋转状态，因此转子铜条与转子端环焊接构成转子鼠笼结构时对焊接质量尤为重视，二者焊接间焊缝里的气孔、夹渣率是评价焊接质量的关键。由于转子铜条和转子端环均选用导电性能较好的铜材质，为了保证电机鼠笼条结构整体的导电性，在焊材选择时必须选择银焊料。顾名思义，由于银焊料中含银成分较高，因此每公斤银焊料价格昂贵。适当减少银焊料的使用量，能有效的降低电机的成本。另外无论采取哪种焊接工艺方法，焊缝里的气孔、夹渣率只能尽量减少，并不能绝对避免。在转子铜条与转子端环焊接时，首先对转子铜条端部进行带有，如图1所示：其次在转子端环
上带有凹槽，如图2所示。在转子铜条两端深入转子端环凹槽焊接构成转子鼠笼条结构3，如图3所示。由于转子铜条位于转子冲片的槽内，在转子冲片外圆均布，根据不同的定转子槽配合，在削弱电机电磁谐波的基础上，选择适合的转子槽数，从而确定该电机一共由多少根转子铜条。圆周上均布的转子铜条两端均伸入转子端环凹槽中，在每相邻的转子铜条间放入软铜板，如图4所示。最后进行转子铜条与转子端环的焊接。在电机的实际制造过程中，通过多次的对比实践研究，最后得出在转子铜条间填充软铜板，能节约填充软铜板相同体积质量的银焊料，极大的降低了电机转子鼠笼条的焊接成本。另外在转子铜条与转子端环焊缝的焊接质量评定过程中证明，在转子铜条间填充软铜板，由于软铜板和转子铜条和转子端环的材质及导电性能相同，能有效地减少焊缝中的气孔和夹渣率，有效的提高焊接质量，最终确实现转子鼠笼条的结构功能设计。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步电动机填充式转子端环焊接结构，其特征是：电机转子铜条(1)两端均焊接转子端环(2)构成异步电动机转子鼠笼条结构(3)，转子铜条(1)两端带有台阶(4)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷凤玲，王泽宇，宋雨，侯庆虹，盛志伟，张国会，
申请(专利权)人：哈尔滨电气动力装备有限公司，
类型：新型
国别省市：