一種低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電機制造【技術(shù)領(lǐng)域】。以克服現(xiàn)有技術(shù)中沖片沖裁過程中形成的毛刺對片間絕緣的惡性影響，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，該制備方法步驟為硅鋼片沖裁、疊制轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子鑄鋁、轉(zhuǎn)軸壓裝、轉(zhuǎn)子外圓車削加工，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)子外圓車削加工后還包括轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理，所述的轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理其將車削加工后的轉(zhuǎn)子采用變頻電源線圈通過施加變頻電源在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，待轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高后撤離變頻電源線圈，向轉(zhuǎn)子鐵芯表面噴灑冷卻液進行冷卻。該方法可增加了導條與鐵芯間的接觸電阻，進一步降低了轉(zhuǎn)子損耗。
【專利說明】一種低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前鼠籠式旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子多由0.5mm厚硅鋼片經(jīng)沖裁槽形后，疊裝加工而成，其主要方法如下:
硅鋼片的沖裁:將裁成條料或整張的硅鋼片，沖制成所需要的槽形，形成轉(zhuǎn)子沖片；疊制轉(zhuǎn)子鐵芯:將轉(zhuǎn)子沖片由芯軸定位，沖片疊裝到所需高度，然后采用轉(zhuǎn)子斜鍵扭出轉(zhuǎn)子槽斜度，施加一定的壓力壓成轉(zhuǎn)子鐵芯；
轉(zhuǎn)子鑄鋁:采用壓力鑄鋁機或離心鑄鋁機，將轉(zhuǎn)子鐵芯放入鑄鋁模腔內(nèi)，充入鋁液，鑄出鑄鋁轉(zhuǎn)子；
轉(zhuǎn)軸壓裝:將轉(zhuǎn)軸壓入到鑄鋁轉(zhuǎn)子內(nèi)孔中，形成帶軸轉(zhuǎn)子；
轉(zhuǎn)子加工:將帶軸轉(zhuǎn)子采用車床精加工轉(zhuǎn)子外圓，形成轉(zhuǎn)子成品。
[0003]此種轉(zhuǎn)子制造方法中，沖片在沖制時會形成毛刺；由于沖模的剪切作用在槽形的邊沿部位會形成組織晶粒扭曲變形、破裂，進而導致沖片磁性能的惡化，由于槽口部位距離氣隙最近同時形狀突變最大、尖角較多，應(yīng)力集中，磁性能的惡化尤為嚴重；轉(zhuǎn)子疊壓成鐵芯后，毛刺會造成沖片之間絕緣能力的下降，轉(zhuǎn)子在車削過程中由于轉(zhuǎn)子槽口部位機械強度較低，車削時轉(zhuǎn)子槽口部位的硅鋼片會形成一定的彈性變形，形成所謂的讓刀現(xiàn)象，造成不完全車削，會沿車削方向倒伏形成毛刺，這會令片間絕緣再次降低。以上在轉(zhuǎn)子沖片沖制過程中、轉(zhuǎn)子外圓加工過程中形成的毛刺都會造成轉(zhuǎn)子片間電阻的降低、造成鐵芯損耗的增加；轉(zhuǎn)子槽口部位的磁性能惡化會造成電機勵磁電流的增加，進而影響電動機的功率因數(shù)、銅耗；轉(zhuǎn)子鑄鋁時，凝固后的鋁條會與槽形壁緊密貼合，會在槽形邊沿部位疊片之間形成侵入式夾鋁，電機運行時轉(zhuǎn)子鋁條中的電流會經(jīng)過這些夾鋁以及貼合部位進入到鐵芯中，形成漏電流，將會增加鐵芯損耗。以上在轉(zhuǎn)子過程中所形成的缺陷其綜合結(jié)果就是造成電機功率因數(shù)降低，效率降低、溫升增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中沖片沖裁過程中形成的毛刺對片間絕緣的惡性影響，達到改善轉(zhuǎn)子槽口附近鐵芯組織晶粒、提高電磁性能，增加槽口附近鋁條與轉(zhuǎn)子槽形壁間的接觸電阻，降低轉(zhuǎn)子損耗的技術(shù)目的。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，該制備方法步驟為硅鋼片沖裁、疊制轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子鑄鋁、轉(zhuǎn)軸壓裝、轉(zhuǎn)子外圓車削加工，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子外圓車削加工后還包括轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理，所述的轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理其將車削加工后的轉(zhuǎn)子采用變頻電源線圈通過施加變頻電源在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，待轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高后撤離變頻電源線圈，向轉(zhuǎn)子鐵芯表面噴灑冷卻液進行冷卻。
[0006]所述的向變頻電源線圈施加的變頻電源的頻率范圍為0.5-20KHZ。
[0007]所述的采用變頻電源線圈通過施加變頻電源在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，其感應(yīng)時間為0.5-10min。
[0008]所述的轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高后撤離變頻電源線圈，其溫度為450_850°C。
[0009]所述的向轉(zhuǎn)子鐵芯表面噴灑冷卻液，冷卻液的溫度為5_25°C。
[0010]所述的轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理步驟后，還包括待轉(zhuǎn)子鐵芯自然干燥后，涂以環(huán)氧清漆進行防銹處理。
[0011]該發(fā)明所提供的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其采用變頻電源線圈在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，該交變磁場會在轉(zhuǎn)子鐵芯表面形成交變的電流，該交變電流將處于轉(zhuǎn)子表層，并以渦流的形式存在，經(jīng)歷一段時間待轉(zhuǎn)子表層溫度升高后，噴以冷卻液冷卻可將轉(zhuǎn)子表面因為沖片沖裁及加工過程中所形成的毛刺進行氧化、熔蝕，并在轉(zhuǎn)子表面形成致密的氧化膜改善片間絕緣，轉(zhuǎn)子表面形成的氧化膜具有較高的電阻值可以降低鐵芯齒部的渦流損耗。通過調(diào)整變頻電源的頻率及加熱時間可以調(diào)整渦流滲透深度，在轉(zhuǎn)子熱狀態(tài)下噴以冷卻液后，沖片槽口部位的組織晶粒度將會得以重組、糾正，應(yīng)力釋放，磁性能將得到改善。在冷卻時由于鋁條的收縮系數(shù)大于鐵芯的收縮系數(shù)，處于滲透深度范圍內(nèi)的沖片槽口部位的鋁條將會與沖片脫離，增加了導條與鐵芯間的接觸電阻，進一步降低了轉(zhuǎn)子損耗。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0013]在本實施例中以YE3-132S-45.5KW電機轉(zhuǎn)子制備為例加以說明。
[0014]具體制備方法如下:
(I)硅鋼片的沖裁:將牌號為50W470的硅鋼片，沖制出所需要槽形沖片。
[0015](2)疊制轉(zhuǎn)子鐵芯:將上述沖片由芯軸定位，轉(zhuǎn)子槽斜度尺寸為:16.6mm，并施加以450Kg/CM2壓力，疊制鐵芯成高度為140mm。
[0016](3)轉(zhuǎn)子鑄鋁:將上述轉(zhuǎn)子鐵芯放入壓力鑄鋁模腔中，將融化后的鋁液充入鐵芯中,冷卻后形成鑄招轉(zhuǎn)子。；
(4)轉(zhuǎn)軸壓裝:在上述鑄鋁轉(zhuǎn)子中壓入長度470mm的轉(zhuǎn)軸，形成帶軸轉(zhuǎn)子。
[0017](5)轉(zhuǎn)子加工:將上述帶軸轉(zhuǎn)子采用車床精加工轉(zhuǎn)子外圓到Φ 135，轉(zhuǎn)子加工完成。
[0018](6)轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理:將上述加工后轉(zhuǎn)子放入到變頻電源線圈中，調(diào)整電源頻率為3.5KHz，歷時2.5min,采用紅外測溫槍測量，當轉(zhuǎn)子表面溫度達到820°C時，停止加熱并噴以20°C的冷卻液進行冷卻。
[0019](7)后續(xù)處理:氧化熱處理后的轉(zhuǎn)子，自然干燥后，涂以環(huán)氧清漆進行防銹處理。
[0020]分別本發(fā)明所提供的技術(shù)方案制備的電機轉(zhuǎn)子與傳統(tǒng)制備方法制備的電機轉(zhuǎn)子各取樣本數(shù)量5臺，進行對比測試，本發(fā)明方法較傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子加工方法制造的電機平均提高效率0.55%，溫升降低3-7K。
[0021]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中的參數(shù)并不限于本實施例中的參數(shù)，在實際操作中，根據(jù)不同直徑、功率的轉(zhuǎn)子鐵芯對參數(shù)進行調(diào)整，參數(shù)范圍一般為:向變頻電源線圈施加的變頻電源的頻率范圍一般為0.5-20KHZ，變頻電源線圈在轉(zhuǎn)子鐵芯表面的感應(yīng)時間控制在
0.5-10min，轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高的范圍為450_850°C，冷卻液的溫度為5_25°C。除本實施例外，凡基于本發(fā)明技術(shù)方案所述范圍內(nèi)及參數(shù)變更，能夠得到類似節(jié)能效果的低損耗鼠籠轉(zhuǎn)子的制造方法均應(yīng)在本技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，該制備方法步驟為硅鋼片沖裁、疊制轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子鑄鋁、轉(zhuǎn)軸壓裝、轉(zhuǎn)子外圓車削加工，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子外圓車削加工后還包括轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理，所述的轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理其將車削加工后的轉(zhuǎn)子采用變頻電源線圈通過施加變頻電源在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，待轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高后撤離變頻電源線圈，向轉(zhuǎn)子鐵芯表面噴灑冷卻液進行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于:所述的向變頻電源線圈施加的變頻電源的頻率范圍為0.5-20KHZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于:所述的采用變頻電源線圈通過施加變頻電源在轉(zhuǎn)子鐵芯表面感應(yīng)出交變磁場，其感應(yīng)時間為0.5_10mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子鐵芯表層溫度升高后撤離變頻電源線圈，其溫度為450-850°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于:所述的向轉(zhuǎn)子鐵芯表面噴灑冷卻液，冷卻液的溫度為5-25°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鼠籠式電機轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子表面氧化熱處理步驟后，還包括待轉(zhuǎn)子鐵芯自然干燥后，涂以環(huán)氧清漆進行防銹處理。
【文檔編號】H02K15/02GK103545994SQ201310502607
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】李海成, 王慶東, 鞠大鵬 申請人:山東華力電機集團股份有限公司