[发明专利]斜槽式笼型转子的制造方法和斜槽式笼型转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造一用于一异步电机的斜槽(倾斜)式笼型转子的方法和一种用此方法制成的笼型转子。

背景技术

有关标准异步电机效率的新标准如IE1、IE2及IE3等要求提高材料用量，因为，这类电机只有不断加大结构长度才能符合这些标准的要求。目前传统的铝压铸法未来将越来越难以满足电机效率方面越来越高的要求。

然而，铜质笼型转子可以满足这样的效率要求。铜的电导率比铝高，因而就算结构长度比铝质笼型转子短，铜质笼型转子也能实现更高的效率。

现有技术用铜压铸法制造铜质笼型转子。但铜压铸法比较复杂，特别是当轴高较大时，在工艺上就不再具有可实施性。如果使用温度超过1100℃的液态铜，就很难满足压铸工具方面的要求，也很难控制过程参数。

DE 43 08 683A1揭示一种制造笼型转子的方法，这种方法先将由铜构成的短路导条插入叠片式转子铁心的槽内。这些铜导条的端面通过短路环彼此相连。用铝压铸法制造这些短路环。浇铸短路环的同时，用铝浇灌槽内插入铜导条后留下的剩余截面，使得短路环也与剩余截面中所形成的压铸导条件连接。该公开案还提出，在这样一个叠片式转子铁心中插入短路导条后，按需要将其倾斜一定角度以达到改善电机运行性能的目的。

用这种方法制成的异步电机的优点是，插在槽内的铜导条使电机效率达到了具有压铸铜转子的异步电机的效率水平，其制造成本却比后者低得多。其原因在于用铝实施压铸过程，而铝的熔化温度远低于铜。

发明内容

本发明的目的是改善这种异步电机的效率。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1所述特征的异步电机用笼型转子的制造方法。这种方法包括下列处理步骤：

-对一带槽的叠片式转子铁心进行倾斜(成斜角/面)处理，

-将由一第二材料构成的短路导条插入所述倾斜(斜槽式)叠片式转子铁心的槽内，

-将由一第一材料构成的短路环浇铸在所述叠片式转子铁心的端面，所述第一材料的电导率低于所述第二材料的电导率，

其中，在将所述短路导条插入所述槽之前对其进行倾斜处理，使得所述短路导条在施加所述浇铸第一材料之前可以基本无变形地插入所述倾斜(斜槽式)叠片式转子铁心，从而将一径向内侧槽区几乎完全填满，使得所述第一材料在所述浇铸过程中无法进入所述内侧槽区。

本发明用以达成上述目的的另一解决方案为一种具有权利要求7所述特征的用于一异步电机的笼型转子。这种笼型转子包括：

-一带槽的叠片式转子铁心，

-由一第一材料构成的浇铸在所述叠片式转子铁心端面的短路环，以及

-布置在所述槽中的由一第二材料构成的短路导条，所述第二材料的电导率高于所述第一材料的电导率，其中，

-所述叠片式转子铁心和所述短路导条经倾斜处理，

-将一从所述叠片式转子铁心的径向看位于内侧的槽区几乎完全填满。

从属权利要求涉及的是本发明的有利实施方式。

本发明提供了以低成本制造高效鼠笼式转子、从而实现运行性能优良的异步电机的可能性。本发明的笼型转子采用混合设计，不但能满足前述IE1、IE2、IE3等效率标准的要求，其结构也比压铸铜转子简单得多。该笼型转子的短路导条由一种电导率高于短路环材料的材料构成。

根据本发明的有利设计方案，例如可将铝作为构成所述短路环的第一材料，将铜作为构成所述短路导条的第二材料。铝质短路环用温度约为600℃的熔液就能浇制，整个过程极易控制。短路导条的极佳导电能力使得笼型转子效率很高。与例如纯铜转子相比，将铝用作第一材料还能有利地大幅减小笼型转子的惯性矩，这能改善电机的动力特性，进一步提高效率，特别是高动力应用时的效率。

本发明基于这样的认识：如果叠片式转子铁心采用斜槽(倾斜)设计，就能进一步改善这种混合式笼型转子的运行性能。这种斜槽(倾斜)设计能避免旋转磁场中产生谐波，降低噪声，大幅减小转矩波动。

通过先为叠片式转子铁心配置短路导条再对其进行倾斜处理，可以实现这种斜槽设计。但如果使用直导条，就会降低槽满率。因为只有在插入短路导条后槽内还留有一定自由空间的情况下，才有可能对已配置了短路导条的叠片式转子铁心进行倾斜(斜槽)处理。