符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子制造技術

一種符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，涉及三相異步電動機技術領域，其能夠有效降低轉子損耗和雜散損耗。所述符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子中，雙籠型閉口槽轉子沖片采用高速級進模具沖壓，且沖壓時轉子外圓帶氣隙值，不再車氣隙；上籠條采用圓形結構，且上籠條與下籠條的上下過渡處采用小圓角過渡；軸孔的兩側具有對稱分布的雙鍵槽；人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子中雙籠型閉口槽轉子沖片在假軸上分兩段進行疊壓；兩段轉子沖片的斜槽方向呈人字形分布，且中間通過鋁隔板進行分隔；轉子鑄鋁采用一級重熔用鋁錠，并采用壓力鑄鋁工藝，利用壓鑄機產生的高壓力，將鋁液高速充填至鑄模型腔和鐵芯槽內，且在壓力下凝固成型。且在壓力下凝固成型。且在壓力下凝固成型。

【技術實現步驟摘要】
符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子


[0001]本專利技術涉及三相異步電動機
，尤其涉及一種符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子。

技術介紹

[0002]IE5系列超高效三相異步電動機符合GB 18613
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2020 《電動機能效限定值及能效等級》中規定的1級效率標準；同時，符合IEC 60034
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30
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1: 2014標準的IE5能效等級；其提高效率設計，符合國家對生產制造行業提出節能降耗的要求。IE5系列超高效三相異步電動機具有結構合理，外形美觀，效率高，噪音低，防護等級、絕緣等級高等優點，可廣泛應用于風機、水泵、機床、壓縮機和運輸機械等驅動各種通用機械設備，也可在石油、化工、鋼鐵、礦山等其它環境比較惡劣的場所使用。
[0003]根據以往，在高效電機設計制造中，為了提高電動機效率，采用降低電機中的各種損耗，如降低鐵耗、銅耗、機械損耗、雜散損耗；采用增加有效材料的方法，提高電動機效率，增大槽型和導線的截面積，提高定子槽滿率；提高制造精度，縮短線圈端部長度，加強沖片和定子鐵芯的制造質量，從而減少鐵耗和激磁電流及其引起的銅耗；改善轉子槽絕緣工藝，降低負載雜耗；合理選擇槽配合和硅鋼片的牌號，降低鐵損和定子銅耗。
[0004]以上各種方案，均以增加電機材料成本為代價，但往往在實踐中發現通過電磁優化和增加有效材料后，對于效率的提升有限，特別是對轉子損耗和雜散損耗降低有限。現有技術相對成熟，且不同程度增加了產品的售價，轉嫁到用戶又不能接受價格漲幅的問題。因此，還需要通過其他根據有效地技術措施，進一步提高電機效率，同時不增加材料成本和制造費用，使電機能夠達到更大的功率密度和高效率的要求，得到最終用戶的青睞。
[0005]換言之，現有技術在電機設計中，降低轉子損耗和雜散損耗有很多技術途徑，但效果從各類軟件仿真中無法識別，需要產品試制后根據試驗結果才能分離各類損耗。轉子槽型與轉子鑄鋁的很多技術指標和工藝要求密切相關，相互影響；轉子在電動機內部屬于高速旋轉部件，參數不易受控，散熱效果差，發熱狀態不易察覺；三相異步電動機由于定、轉子齒槽轉矩的存在，旋轉時產生脈振損耗。轉子采用閉口槽，可削弱一部分氣隙諧波磁場的脈動，降低諧波磁場的一部分損耗，但對整體雜散損耗降低效果有限；而IE5電動機效率要求高，對損耗的控制更加嚴格，需要更加先進的技術方案才能有效降低轉子損耗和雜散損耗。
[0006]另外一種降低轉子損耗是轉子采用鑄銅轉子、永磁轉子方案，能夠提高電機功率密度，減少電機體積和重量。然而，工業用途的電動機中，采用鑄鋁轉子和鑄銅轉子研究表明：鑄銅轉子只能使用在較小功率段，而工業電機最大功率可達幾百千瓦，轉子尺寸大時我國鑄銅工藝不成熟，且成本遠遠高出鑄鋁轉子。相同中心高的鑄鋁轉子和鑄銅轉子，在不考慮有效體積的前提下，二者的效率指標相當，但鑄銅轉子的制造成本高出鑄鋁轉子15%以上；而永磁轉子采用了永磁體，取消了勵磁系統，無需勵磁電流，轉子損耗小，效率高。永磁電機需要增加專門的變頻器或控制器才能進行控制，而異步電機無需控制器；同樣，因永磁體價格高，成本比鑄鋁轉子增加50%以上，且不包括控制器的成本。
[0007]因此，根據以上，研究出一種IE5超高效率三相異步電動機的鑄鋁轉子，能大幅度降低轉子損耗和雜散損耗，結合定子銅耗降低技術、低風摩損耗風扇、低諧波繞組等技術，對于達到IE5效率指標有著至關重要的作用。

技術實現思路

[0008]本專利技術的目的在于提供一種符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，其能夠有效降低轉子損耗和雜散損耗。
[0009]為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，包括：雙籠型閉口槽轉子沖片，所述雙籠型閉口槽轉子沖片采用高速級進模具沖壓，且沖壓時轉子外圓帶氣隙值，不再車氣隙，以用于減少車床加工時的毛刺和硅鋼片間絕緣；上籠條采用圓形結構，以用于增加啟動轉矩，且所述上籠條與下籠條的上下過渡處采用小圓角過渡，以用于減少沖壓過程的毛刺和增加模具壽命；軸孔的兩側具有對稱分布的雙鍵槽，以用于降低不平衡量并防止平衡量變大；人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子，所述人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子中所述雙籠型閉口槽轉子沖片在假軸上疊壓，且疊壓時，分兩段進行疊壓；兩段轉子沖片的斜槽方向呈人字形分布，且中間通過所述雙籠型閉口槽轉子沖片的鋁隔板進行分隔；鐵芯壓實后，所述雙籠型閉口槽轉子沖片的疊壓系數不低于98%，同時使轉子鐵芯的沖片間精密無波浪形；轉子鑄鋁采用一級重熔用鋁錠，并采用壓力鑄鋁工藝，利用壓鑄機產生的高壓力，將鋁液高速充填至鑄模型腔和鐵芯槽內，且在壓力下凝固成型；同時采用了定轉子氣隙沖出工藝，轉子套軸后無需車外圓也即氣隙，只需車出螺距為Sk尺寸的雙螺旋槽，并且兩端鐵芯的螺旋槽旋向對稱分布，其螺旋槽為雙排分布。
[0010]其中，所述雙籠型閉口槽轉子沖片中，所述雙鍵槽的過渡處采用圓角R0.5過渡。
[0011]具體地，所述雙籠型閉口槽轉子沖片中，所述下籠條的寬度不大于所述上籠條的寬度。
[0012]進一步地，所述雙籠型閉口槽轉子沖片中，所述雙籠型閉口槽轉子沖片的橋拱高為0.25mm。
[0013]實際應用中，所述人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子中，包括有端環，同時未設置有鑄鋁風葉和平衡柱；壓力鑄鋁時，鋁液填充模具內及所述雙籠型閉口槽轉子沖片的槽內空隙，并將所述端環和導條及所述鋁隔板連接為一體，以形成鑄鋁轉子。
[0014]其中，轉子套軸時采用熱套工藝，轉子加熱至500
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550℃，保持2
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3小時，穿軸后在水中浸7
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10秒，當轉子尚有200℃的溫度時取出，并利用此余熱使轉子自行干燥。
[0015]具體地，利用鋁和矽鋼片的膨脹系數不同的特點，將加熱后的轉子迅速冷卻，使鐵芯與鋁條之間形成微小的間隙，以增加接觸電阻，減少附加損耗。
[0016]進一步地，轉子動平衡采用除料工藝，在所述端環上，根據不平衡量準確測量定位，進行減料，以使轉子平衡精度提高，同時取消平衡柱，使電機平衡塊因離心力甩出的質量風險徹底避免。
[0017]相對于現有技術，本專利技術所述的符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子具有以下優勢：
本專利技術提供的符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子中，閉口槽的優點一是降低了氣隙磁阻，激磁電流要小一些，產生的銅損耗也小；二是能夠有效減少電機因磁導諧波在鐵芯表面脈振產生的附加鐵芯損耗，轉子采用閉口槽能夠減少電機的定子銅耗和雜散損耗，減少的幅度與閉口橋拱高度或磁橋厚呈正相關；轉子采用閉口槽，因漏抗增大使起動電流有所下降，但同時起動轉矩、最大轉矩也隨之減小，因此，采用閉口槽時應同時兼顧起動和過載能力數據的變化不能低于標準允許的限值；轉子采用閉口槽后，噪聲有一定程度的降低，尤其對電磁噪聲和振動有極為明顯的抑制作用，若能使閉口槽電機轉差率維持半閉口槽的水平，效率提升的水平會更高。
附圖說明
[0018]圖1為本專利技術實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，其特征在于，包括：雙籠型閉口槽轉子沖片，所述雙籠型閉口槽轉子沖片采用高速級進模具沖壓，且沖壓時轉子外圓帶氣隙值，不再車氣隙，以用于減少車床加工時的毛刺和硅鋼片間絕緣；上籠條采用圓形結構，以用于增加啟動轉矩，且所述上籠條與下籠條的上下過渡處采用小圓角過渡，以用于減少沖壓過程的毛刺和增加模具壽命；軸孔的兩側具有對稱分布的雙鍵槽，以用于降低不平衡量并防止平衡量變大；人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子，所述人字型雙螺旋槽鑄鋁轉子中所述雙籠型閉口槽轉子沖片在假軸上疊壓，且疊壓時，分兩段進行疊壓；兩段轉子沖片的斜槽方向呈人字形分布，且中間通過所述雙籠型閉口槽轉子沖片的鋁隔板進行分隔；鐵芯壓實后，所述雙籠型閉口槽轉子沖片的疊壓系數不低于98%，同時使轉子鐵芯的沖片間精密無波浪形；轉子鑄鋁采用一級重熔用鋁錠，并采用壓力鑄鋁工藝，利用壓鑄機產生的高壓力，將鋁液高速充填至鑄模型腔和鐵芯槽內，且在壓力下凝固成型；同時采用了定轉子氣隙沖出工藝，轉子套軸后無需車外圓也即氣隙，只需車出螺距為Sk尺寸的雙螺旋槽，并且兩端鐵芯的螺旋槽旋向對稱分布，其螺旋槽為雙排分布。2.根據權利要求1所述的符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，其特征在于，所述雙籠型閉口槽轉子沖片中，所述雙鍵槽的過渡處采用圓角R0.5過渡。3.根據權利要求1或2所述的符合IE5能效的雙鼠籠雙螺旋槽鑄鋁轉子，其特征在于，所述雙籠型閉口槽轉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董強亮，潘存鑫，王海江，李想，
申請(專利權)人：銀川威馬電機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：