[发明专利]电机转子和转子条

说明书

相关申请交叉引用

本专利申请涉及2007年9月20日提交的、序列号为60/973,95、主题为“带具有平行侧面的转子条的转子的系统和方法”的美国临时专利申请，其整个公开内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明总地涉及电机转子。更特别地，本发明包括具有至少一个转子条的电机转子。本发明还包括带转子的系统和方法，该转子具有平行侧面的转子条。转子条优选地具有芯部和至少一层转子条衬垫。

背景技术

高速电机，例如AC感应电机，通常包括转子铁芯，该铁芯通常具有基本圆柱形的、纵向延伸的体部。转子铁芯还具有转子轴孔和多个转子条槽。转子条槽有时被提及作为次级导体槽。

转子铁芯通常由多个钢叠片形成。更具体地，每个叠片由钢片冲压成，具有中心开口和邻近该叠片外围的多个间隔的、径向布置的开口。叠片通常布置成堆，使得叠片外围的开口被对齐，形成具有端环的转子条槽，中心开口被对齐形成转子轴孔。

为了完成标准铸铝型转子的转子形成工艺，例如使用铝铸造工艺在转子条槽中铸造转子条，且在铁芯的相反端处铸造端环。转子条通常延伸通过槽，且端环在转子铁芯的端部处将这些条一起“缩短”。转子轴延伸进入转子轴孔，并通过任何适当工艺(例如，过盈配合或键控)固定至转子铁芯。这种转子在本领域中有时被提及作为“鼠笼”型转子。

已知的是，随着转子温度和/或速度增加，钢转子铁芯以不同于铝转子条和端环的膨胀率和程度的膨胀率和程度径向地膨胀。这种有差别的径向膨胀导致转子上的应力。特别关注的一个高应力区域是处于最外边的钢铁芯叠片处的转子端环与转子条之间的界面区域。如果应力变得相当大，端环能脱离转子条，转子会产生故障，或者在一些情况下，转子条会从转子条槽滑出，使转子低于所需效率地操作。

美国专利No.4,331,895(John D.Edick等)，其公开内容通过引用结合到本文中，公开了带叠片的鼠笼转子，其中，冷却管道和通道被设置在转子中。第一转子部分可以是标准叠片的，且仅一个类型的管道部具有在指状件之间径向延伸的通路。整个管道部由具有这种指状件的多个叠片制成，这些指状件从单独叠片的中心铁芯部径向延伸，使得径向通路延伸至纵向通风管道的内壁。在每个指状件的外端，转子条孔被形成，使得指状件成为这种转子条的外壳。最初，每个管道叠片具有处于外围处的单一桥，该桥接合邻近指状件以增加指状件的刚性。然后，用熔化金属(例如铝)在低压下铸造产生两个转子部的组装好的叠片堆，以形成鼠笼。随后，转子外围被机加工以去除单一桥，并打开指状件之间的空间作为径向通风通路。这些通路与转子内径向延伸的通风管道连通。

美国专利No.5,990,595(James Robert Crowell)，其公开内容通过引用结合到本文中，公开了转子和组装这种电机转子的方法。在一个实施方式中，转子包括基本圆柱形的铁芯，该铁芯具有基本平面的第一和第二端表面以及基本圆柱形的体部。转子铁芯体部具有第一、第二和第三体区。第一体区具有小于第二体区外径的外径，且第三体区具有约等于第一体区外径的外径。第一和第三体区有时被提及作为端部区或铁芯延伸部。多个径向布置的转子条槽延伸通过体部，且多个转子条被铸造在转子条槽中。端部区中的转子条槽具有第一几何截面形状，且第二体区中的转子条槽具有第二几何截面形状。端部区中的转子条槽几何形状被选择以允许转子条在径向方向上向外移位。

美国专利No.6,092,277(Mark F.Beltowski等)，其公开内容通过引用结合到本文中，公开了减少转子笼在转子组件中相对于转子铁芯的移动(例如在鼠笼AC感应电机中发现的)的一种方法。通过在转子笼的转子条部中形成凹陷，移动被减少。凹陷的形成将转子条材料移位邻近至该凹陷。转子条材料的移位使转子铁芯的相邻部变形，从而将转子笼固定至转子铁芯。转子笼和转子铁芯之间移动的减少取决于各种凹陷的几何形状、数量和位置。该发明进一步包括带基本圆柱形转子铁芯的转子组件，该转子铁芯在其外表面上具有纵向延伸的槽。转子条被置于至少一个槽中。转子组件具有形成在转子条中的至少一个凹陷，该凹陷将转子条材料移位到转子铁芯中，由此转子条相对于转子铁芯基本固定到所需位置中。

美国专利No.6,534,891(Gerald B.Kliman等)，其公开内容通过引用结合到本文中，公开了包括转子轴、转子铁芯和两个转子端环的感应电机转子，该转子铁芯可以是实体或可以包括多个转子叠片，该转子铁芯具有转子条槽，多个转子条延伸通过这些转子条槽，该两个转子端环被钎焊至转子条并延伸至该转子轴，转子条和转子端环预应力该转子铁芯。