[发明专利]在电机转子中的导电金属镶嵌件

说明书

本发明涉及电机，尤其涉及到交流电机的转子。

电机既可以是电动机，也可以是发电机。具体地说，本发明是按电动机来描述的，应该明白，下面的叙述同样适用于发电机。

传统的电动机采用由整体磁性金属锻件制成的转子，若干绕组镶入其纵向槽内，以便输入一激磁直流电流，在转子中产生若干磁极。转子在定子中心转动，定子一般由层叠许多相互绝缘的磁性金属片而成。定子包括若干绕组，它由交流电流激磁，从而产生一种以某一预定的角速度围绕转子轴旋转的磁场。

可以意识到，一种随时间变化的磁场是能在导电金属中感应电涡流的。最有用的磁性金属显示出较高的电阻率。结果，在该种金属中感生的电涡流能在电阻性加热中消耗大量的能量。避免电涡流损失的对策，对于电动机的定子和转子是不同的。

在电动机定子的任一点上，为了产生电动机赖以转动所需要的旋转磁场，必须存在一个随时间变化的磁场。用较薄的相互绝缘的磁性金属叠层制造定子，在很大程度上可避免在定子的磁性物质中产生过大的电涡流损失。每一片铁蕊很薄，和邻接铁蕊绝缘，形成了高电阻通路，从而严格限制了在其中感生的电涡流。

采用降低电涡流效应的叠层技术在大电机转子中是不适用的，因为由大直径转子迅速转动产生的应力不能为叠层结构所经受。因此，通常用整块高强度磁性金属锻件来制成转子。在锻件上加工出若干纵向槽以安装导体来建立磁场。在转子二端的端部拐弯处导体相互连接通过插入接近槽表面的燕尾槽中的燕尾斜铁，导体卡在槽中以抵抗相当大的离心加速度。端部拐弯处抵抗离心加速度是通过热装在锻件二端的高强度保持环来实现的。

因此，转子是一块相当大的磁性材料，由于存在随时间变化的磁场，在其中可能产生相当大的电涡流。

由于转子和由定子产生的旋转磁场同步旋转，在转子中电涡流一般是不存在问题的。这样除了由于负荷变化引起较小的变化外，转子上各点处在一个大体不变的磁场里。结果不产生电涡流。

某些类型的电动机采用合成波形，按直流电源或其频率不同于电动机所要求的交流电源来控制交流电动机。一种通常的情况，是要求按固定频率交流电源来驱动变速交流感应电动机。用于改变电动机转速的技术，包括减小固定频率电源的电流，从而允许电动机落后于和电源频率同步的情况下滑动。遗憾的是，当电动机远远滑出和旋转磁场同步时，电动机便不可能产生一个大的扭矩。旋转磁场和转子的转速差超过约6%时，扭矩下降到接近于零。这样，允许转子滑到旋转磁场频率以下，已限制了在许多方面的应用。

在负荷变换的变换器内，利用诸如闸流晶体管或可控硅整流器的开关装置来合成一个交流电源，它具有所希望的频率，并接近应用于定子所需的电流。由于采用开关装置来合成交流电源，因此就获得交流电，除了所希望的基本频率外，还包含基本上不希望的谐波。这样，虽然一个由该电源的基本频率所决定的某一转速所驱动的转子经受了按该基本频率大体不变的磁场，然而在各谐波频率处经受了很大的磁场变化。这种谐波频率范围约从几百赫兹到十或几十千赫兹。

若适用的主电源是交流电源，那么变换负荷的变换器采用一整流器和滤波器，在变换之前产生所要求的直流。

一循环换流器籍控制和开关交流电源直接从交流主电源上产生的交流电源输出来合成所需的输出波形。虽然该输出波形包含一基本频率，它同时还伴有各种基本高频谐波。如在变换负荷的变换器情况下，这些谐波能增强转子中的电涡流，结果引起功率损失和发热。

因此，本发明的目的是提供一种克服了现有技术缺点的电机转子。

本发明的另一目的是提供一种包括在其外表面上哂懈叩绲疾牧贤馔坎愕难辔残碧牡缁印?

本发明又一目的是提供一种包括许多配置于其上的高电导材料的条带的电机转子。

本发明再一目的是提供一种在其极区具有若干纵向槽、而在这些槽内具有磁性材料条带的电机转子。这些磁性材料条带在其径向外表面上有一高电导涂层。

简言之，本发明提供一种具有复盖其大部分表面的高电导金属涂层的电机转子。该高电导金属降低了因基本交流电源的高频谐波由电涡流引起的电阻发热。在本发明的一个实施例中，在将激磁导体保持于纵向槽内的燕尾斜铁的外表面上均涂以紫铜涂层。转子的极区包括保持涂有高电导金属的有倒角的磁性材料斜铁的若干切槽。在转子的相对二端的若干保持环也可涂以高电导金属。