[发明专利]符合IE5能效的双鼠笼双螺旋槽铸铝转子

说明书

一种符合IE5能效的双鼠笼双螺旋槽铸铝转子，涉及三相异步电动机技术领域，其能够有效降低转子损耗和杂散损耗。所述符合IE5能效的双鼠笼双螺旋槽铸铝转子中，双笼型闭口槽转子冲片采用高速级进模具冲压，且冲压时转子外圆带气隙值，不再车气隙；上笼条采用圆形结构，且上笼条与下笼条的上下过渡处采用小圆角过渡；轴孔的两侧具有对称分布的双键槽；人字型双螺旋槽铸铝转子中双笼型闭口槽转子冲片在假轴上分两段进行叠压；两段转子冲片的斜槽方向呈人字形分布，且中间通过铝隔板进行分隔；转子铸铝采用一级重熔用铝锭，并采用压力铸铝工艺，利用压铸机产生的高压力，将铝液高速充填至铸模型腔和铁芯槽内，且在压力下凝固成型。

技术领域

本发明涉及三相异步电动机技术领域，尤其涉及一种符合IE5能效的双鼠笼双螺旋槽铸铝转子。

背景技术

IE5系列超高效三相异步电动机符合GB 18613-2020 《电动机能效限定值及能效等级》中规定的1级效率标准；同时，符合IEC 60034-30-1: 2014标准的IE5能效等级；其提高效率设计，符合国家对生产制造行业提出节能降耗的要求。IE5系列超高效三相异步电动机具有结构合理，外形美观，效率高，噪音低，防护等级、绝缘等级高等优点，可广泛应用于风机、水泵、机床、压缩机和运输机械等驱动各种通用机械设备，也可在石油、化工、钢铁、矿山等其它环境比较恶劣的场所使用。

根据以往，在高效电机设计制造中，为了提高电动机效率，采用降低电机中的各种损耗，如降低铁耗、铜耗、机械损耗、杂散损耗；采用增加有效材料的方法，提高电动机效率，增大槽型和导线的截面积，提高定子槽满率；提高制造精度，缩短线圈端部长度，加强冲片和定子铁芯的制造质量，从而减少铁耗和激磁电流及其引起的铜耗；改善转子槽绝缘工艺，降低负载杂耗；合理选择槽配合和硅钢片的牌号，降低铁损和定子铜耗。

以上各种方案，均以增加电机材料成本为代价，但往往在实践中发现通过电磁优化和增加有效材料后，对于效率的提升有限，特别是对转子损耗和杂散损耗降低有限。现有技术相对成熟，且不同程度增加了产品的售价，转嫁到用户又不能接受价格涨幅的问题。因此，还需要通过其他根据有效地技术措施，进一步提高电机效率，同时不增加材料成本和制造费用，使电机能够达到更大的功率密度和高效率的要求，得到最终用户的青睐。

换言之，现有技术在电机设计中，降低转子损耗和杂散损耗有很多技术途径，但效果从各类软件仿真中无法识别，需要产品试制后根据试验结果才能分离各类损耗。转子槽型与转子铸铝的很多技术指标和工艺要求密切相关，相互影响；转子在电动机内部属于高速旋转部件，参数不易受控，散热效果差，发热状态不易察觉；三相异步电动机由于定、转子齿槽转矩的存在，旋转时产生脉振损耗。转子采用闭口槽，可削弱一部分气隙谐波磁场的脉动，降低谐波磁场的一部分损耗，但对整体杂散损耗降低效果有限；而IE5电动机效率要求高，对损耗的控制更加严格，需要更加先进的技术方案才能有效降低转子损耗和杂散损耗。

另外一种降低转子损耗是转子采用铸铜转子、永磁转子方案，能够提高电机功率密度，减少电机体积和重量。然而，工业用途的电动机中，采用铸铝转子和铸铜转子研究表明：铸铜转子只能使用在较小功率段，而工业电机最大功率可达几百千瓦，转子尺寸大时我国铸铜工艺不成熟，且成本远远高出铸铝转子。相同中心高的铸铝转子和铸铜转子，在不考虑有效体积的前提下，二者的效率指标相当，但铸铜转子的制造成本高出铸铝转子15%以上；而永磁转子采用了永磁体，取消了励磁系统，无需励磁电流，转子损耗小，效率高。永磁电机需要增加专门的变频器或控制器才能进行控制，而异步电机无需控制器；同样，因永磁体价格高，成本比铸铝转子增加50%以上，且不包括控制器的成本。

因此，根据以上，研究出一种IE5超高效率三相异步电动机的铸铝转子，能大幅度降低转子损耗和杂散损耗，结合定子铜耗降低技术、低风摩损耗风扇、低谐波绕组等技术，对于达到IE5效率指标有着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种符合IE5能效的双鼠笼双螺旋槽铸铝转子，其能够有效降低转子损耗和杂散损耗。