一种铜包铝复合转子线棒及其应用制造技术

本发明专利技术属于电机领域，涉及转子线棒，具体涉及一种铜包铝复合转子线棒及其应用。该转子线棒采用两端均只有铜基金属、与转子铁心相对应的位置为铜包铝结构的设计，能够解决铜包铝结构的笼型电机在端环焊接过程中，由于铝的熔点低而产生铜包铝结构的失效，还可以解决双馈电机在焊接H型导电块及三相连接线时的失效。在将该转子线棒应用至电机行业时，由于铜包铝复合转子线棒具有重量轻、导电率优良、经济性能优越的特点，可替代电机转子中纯铜线棒，并且保证电机有较好的起动转矩，一方面可以降低电机成本，另一方面可大大减轻电机转子质量，从而在电机轴承选型上实现再次降本。从而在电机轴承选型上实现再次降本。从而在电机轴承选型上实现再次降本。

【技术实现步骤摘要】
一种铜包铝复合转子线棒及其应用


[0001]本专利技术属于电机领域，涉及转子线棒，具体涉及一种铜包铝复合转子线棒及其应用。

技术介绍

[0002]传统电机行业，通常使用铜材作为其导电介质。而近年来铜材的原材料涨价特别迅猛，给电机行业生产成本带来压力，因此找寻一种导电性能优良、机械性能可靠、经济性高的材料替代铜材，是电机行业降本的一种途径。通常铝材也应用于输变电行业，在一些小型民用电机上也有铝线圈及铝转子的使用，但在大功率电机行业由于铝材机械性能差、发热因数高等因素被弃用。
[0003]随着科学技术的不断进步，新型材料不断被开发并应用于各行各业。目前，铜包铝复合新型材料在输变电行业得到极大的应用，在变流器行业也具有较为广泛的应用。由于“集肤效应”，高频电流主要集中在导体的表面层传输，而且铝本身也具有良好的导电性能，因而采用铜包铝复合材料代替纯铜可以保证转子电流的传输效率；同时采用铜包铝降低电机转子的整体重量；铜包铝复合新型材料的价格也远远低于铜价，在现阶段平价时代的风电市场，使用其作为电机转子线棒无疑是降低电机设计成本的有力措施。
[0004]然而传统的铜包铝结构并不能作为转子线棒来使用，一方面电机转子在运动过程中承受较大的离心力及电磁拉力，这就要求转子线棒在铁心出槽口处的结构可以承受较大的剪应力，传统的铜包铝结构由于是两种材料复合而成强度很难达到要求；另一方面，转子是高速旋转件，转子线棒端部进行联线时，往往采用焊接的形式来保证其可靠性，传统的铜包铝结构由于两种金属的熔点不一样高，采用传统钎焊会导致转子导条的失效，若采用其他特殊焊接工艺只能将表皮焊接在一起，其焊接强度不能满足转子的使用要求。因此，铜包铝复合转子线棒如何解决端部焊接及端部强度成为一种亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种铜包铝复合转子线棒及其应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]这种铜包铝复合转子线棒，由铝基金属和铜基金属组成，所述铜基金属完全包覆在铝基金属的外部；所述铜包铝复合转子线棒的一端只有铜基金属，其长度为A，另一端也只有铜基金属，其长度为C，所述铜包铝复合转子线棒的中间部分为铜基金属和铝基金属的复合金属，其长度为B，所述铜包铝复合转子线棒的总长度为L，且L＝A+B+C。
[0008]进一步，所述A的计算公式如下：
[0009]A＝Y1+X1/2(1)
[0010]式(1)中，Y1为在转子传动端、铜包铝复合转子线棒左端距转子铁心左端的距离，X1为转子铁心的第一档长度。
[0011]进一步，所述C的计算公式如下：
[0012]C＝Y2+X2/2(2)
[0013]式(2)中，Y2为在转子非传动端、铜包铝复合转子线棒右端距转子铁心右端的距离，X2为转子铁心的最后一档长度。
[0014]进一步，所述B的计算公式如下：
[0015]B＝L
‑
A
‑
C(3)。
[0016]进一步，所述铜包铝复合转子线棒采用水平连铸轧制工艺一次成型制成。
[0017]进一步，所述铜包铝复合转子线棒的截面呈矩形或梯形。
[0018]此外，本专利技术还提供了如上部分或全部所述的铜包铝复合转子线棒在电动机或发电机领域的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：该铜包铝复合转子线棒，两端均只有铜基金属、与转子铁心相对应的位置为铜包铝结构，能够解决铜包铝结构的笼型电机在端环焊接过程中，由于铝的熔点低而产生铜包铝结构的失效，以及双馈电机中在焊接H型导电块及三相连接线时的失效。
[0020]此外，在将该铜包铝复合转子线棒应用至电机行业时，由于铜包铝复合转子线棒具有重量轻、导电率优良、经济性能优越的特点，可替代电机转子中纯铜线棒，并且保证电机有较好的起动转矩；选用该铜包铝复合转子线棒替代纯铜线棒，一方面可以降低电机成本，另一方面可大大减轻电机转子质量，从而在电机轴承选型上实现再次降本。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术提供的一种铜包铝复合转子线棒的结构图；
[0024]图2为图1中H
‑
H方向的截面示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例1提供的具有铜包铝复合转子线棒的笼型电机转子的结构图；
[0026]图4为本专利技术实施例1提供的在铜包铝复合转子线棒截面上铜铝面积最优分布的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例2提供的具有铜包铝复合转子线棒的双馈型电机转子的结构图；
[0028]图6为图5的侧视图；
[0029]图7为图6中A处的局部放大图。
[0030]其中：1、转轴；2、端环；3、转子齿压板；4、铜包铝复合转子线棒；5、转子冲片；6、转子通风槽板；7、锁紧螺母；8、铝基金属；9、铜基金属；10、H型导电块；11、连接线。
具体实施方式
[0031]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的结构的例子。
[0032]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0033]实施例1
[0034]参见图1
‑
2所示，本实施例提供了一种铜包铝复合转子线棒，由铝基金属8和铜基金属9组成，所述铜基金属9完全包覆在铝基金属8的外部；所述铜包铝复合转子线棒4的一端只有铜基金属9，其长度为A，另一端也只有铜基金属9，其长度为C，所述铜包铝复合转子线棒4的中间部分为铜基金属9和铝基金属8的复合金属，其长度为B，所述铜包铝复合转子线棒4的总长度为L，且L＝A+B+C。
[0035]上述铜包铝复合转子线棒的具体实现步骤如下：
[0036]根据电机参数进行设计计算，得出电机转子电流；根据电机转子电流对铜包铝复合线棒4的长度以及铜铝横截面进行赋初始值，根据铜包铝复合转子线棒4进行电机仿真分析计算，得到电机转子损耗；根据转子损耗进行电机转子温升计算，按照计算结果进行电机转子线棒长度设计，则计算出铜包铝复合转子线棒4的总长度，并对铜、铝横截面进行下一步结构设计。
[0037]进一步，A的计算公式如下：
[0038]A＝Y1+X1/2(1)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜包铝复合转子线棒，其特征在于，由铝基金属(8)和铜基金属(9)组成，所述铜基金属(9)完全包覆在铝基金属(8)的外部；所述铜包铝复合转子线棒(4)的一端只有铜基金属(9)，其长度为A，另一端也只有铜基金属(9)，其长度为C，所述铜包铝复合转子线棒(4)的中间部分为铜基金属和铝基金属的复合金属，其长度为B，所述铜包铝复合转子线棒(4)的总长度为L，且L＝A+B+C。2.根据权利要求1所述的铜包铝复合转子线棒，其特征在于，所述A的计算公式如下：A＝Y1+X1/2(1)式(1)中，Y1为在转子传动端、铜包铝复合转子线棒(4)左端距转子铁心左端的距离，X1为转子铁心的第一档长度。3.根据权利要求1所述的铜包铝复合转子线棒，其特征在于，所述C的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛海龙，霍永强，崔皓，李新奇，符致昭，刘军婷，马杰芳，朱铭锴，
申请(专利权)人：西安中车永电捷力风能有限公司，
类型：发明
国别省市：