電機轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電機轉(zhuǎn)子。該電機轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子軸；轉(zhuǎn)子鐵心，穿設(shè)在轉(zhuǎn)子軸中部，其為圓柱體，外圓周面間隔開設(shè)有溝環(huán)。該電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單合理，在轉(zhuǎn)子車完氣隙后，再將轉(zhuǎn)子外圓面車出溝環(huán)，將其表面聯(lián)成一個整體的轉(zhuǎn)子鐵心分割成很多小段，避免轉(zhuǎn)子鐵心外圓連成一個整體、疊片連成了一片，導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗加大，達(dá)到了降低轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗進(jìn)而降低雜散損耗的目的。
【專利說明】電機轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機領(lǐng)域，特別涉及一種電機轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]溫升是電機的一項重要性能指標(biāo)，它關(guān)系到電機的使用壽命，為電機更少的發(fā)熱，減小電機損耗是其中非常重要的一點。在三相異步電動機的五項損耗中，除風(fēng)摩損耗外，其余定子銅耗、轉(zhuǎn)子鋁(銅)損耗和雜散損耗均直接地轉(zhuǎn)化為熱量。但是它們各自對于電機溫升的影響卻有很大的差別。要大幅度地降低電機的定子銅耗、鐵耗和轉(zhuǎn)子鋁耗是難以實現(xiàn)的。增粗一檔銅線，只能使定子銅耗降低約5-8%，用較好的硅鋼板，雖然降低了鐵耗，但采取這些措施勢必增加電機生產(chǎn)成本。
[0003]而采取措施來降低雜散損耗，不僅可以由于它對溫升影響較大而收到顯著降低溫升的效果，而且異步電動機的雜散損耗值受電機設(shè)計、工藝、材料等影響波動較大，從而使得降低雜散損耗值不僅必要而且可能。
[0004]另外，人們往往注重于減小鐵耗和定子銅耗，對于雜散損耗對溫升的影響，還未引起足夠的重視，這主要由于雜散損耗尚不能準(zhǔn)確地加以計算，且由于設(shè)備和方法的限制，尚未普遍推廣實測，國內(nèi)外都以輸入功率的0.5%來規(guī)定雜散損耗作為設(shè)計和測定效率的依據(jù)。近年來，國內(nèi)外對異步電動機雜散損耗方法的研究工作取得了不少進(jìn)展，逐步總結(jié)出一些計算方法、減小措施等規(guī)律性的東西，加以實測雜散損耗正日益普及，因此，通過降低雜散損耗來降低電機溫升(同時還提高電機效率，這是顯而易見的)正引起越來越多的電機制造廠的重視和注意。
[0005]一般來說，在附加損耗中，轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗約占整個雜散損耗的60%左右，要降低整個雜散損耗就需要首先降低渦流損耗。但由于轉(zhuǎn)子氣隙加工過程中，將轉(zhuǎn)子鐵心外圓連成了一個整體，即疊片連成了一片，旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗就加大很多，大量的渦流損耗使得電機發(fā)熱，使得電機的雜散損耗非常高。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單合理，在轉(zhuǎn)子外圓面車出溝環(huán)，將轉(zhuǎn)子表面聯(lián)成一個整體的轉(zhuǎn)子鐵心分割成很多小段，以降低雜散損耗的電機轉(zhuǎn)子。
[0007]為達(dá)到上述目的，根據(jù)本實用新型提供了一種電機轉(zhuǎn)子，包括:
[0008]轉(zhuǎn)子軸；
[0009]轉(zhuǎn)子鐵心，穿設(shè)在轉(zhuǎn)子軸中部，其為圓柱體，外圓周面間隔開設(shè)有溝環(huán)。
[0010]上述技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)子鐵心兩端分別設(shè)置有平衡塊和擋風(fēng)板。
[0011 ] 上述技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)子鐵心為鑄鋁轉(zhuǎn)子。
[0012]上述技術(shù)方案中，溝環(huán)的間隔為30mm。
[0013]上述技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)子鐵心全長開設(shè)有20-25個溝環(huán)。[0014]上述技術(shù)方案中，溝環(huán)寬0.5mm，深0.3mm。
[0015]上述技術(shù)方案中，溝環(huán)為車削加工而成。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:該電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單合理，在轉(zhuǎn)子車完氣隙后，再將轉(zhuǎn)子外圓面車出溝環(huán)，將其表面聯(lián)成一個整體的轉(zhuǎn)子鐵心分割成很多小段，避免轉(zhuǎn)子鐵心外圓連成一個整體、疊片連成了一片，導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗加大，達(dá)到了降低轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗進(jìn)而降低雜散損耗的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的電機轉(zhuǎn)子的定、轉(zhuǎn)子磁勢之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系圖；
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]1-轉(zhuǎn)子軸，2-轉(zhuǎn)子鐵心，21-平衡塊，22-擋風(fēng)板，23-溝環(huán)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的一個【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實用新型的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。需要理解的是，本實用新型的以下實施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向為基準(zhǔn)，這些用來限制方向的詞語僅僅是為了便于說明，并不代表對本實用新型具體技術(shù)方案的限制。
[0022]本實用新型的電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單合理，在轉(zhuǎn)子車完氣隙后，再將轉(zhuǎn)子外圓面車出溝環(huán)，將其表面聯(lián)成一個整體的轉(zhuǎn)子鐵心分割成很多小段，避免轉(zhuǎn)子鐵心外圓連成一個整體、疊片連成了一片，導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗加大，達(dá)到了降低轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗進(jìn)而降低雜散損耗的目的。
[0023]以下詳細(xì)的描述通過舉例但非限制的方式說明了本公開，應(yīng)該明白的是本公開的各種方面可被單獨的實現(xiàn)或者與其他方面結(jié)合的實現(xiàn)。本說明書清楚的使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造并使用我們相信為新的且非顯而易見的改進(jìn)，描述了若干實施例、變通方法、變型、備選方案以及系統(tǒng)應(yīng)用，包括當(dāng)前被認(rèn)為是執(zhí)行本說明書中描述的實用新型原理的最好模式。當(dāng)描述元件或特征和/或?qū)嵤├龝r，冠以“一” “一個” “該”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一個或多個。術(shù)語“包括” “包含”和“具有”旨在為包括性的，并表示在那些具體描述的元件或特征以外還具有額外的元件或特征。
[0024]如圖1所示，該電機轉(zhuǎn)子的具體結(jié)構(gòu)包括:轉(zhuǎn)子軸I和穿設(shè)在轉(zhuǎn)子軸I中部的轉(zhuǎn)子鐵心2，轉(zhuǎn)子鐵心2兩端分別設(shè)置有平衡塊21和擋風(fēng)板22 ;轉(zhuǎn)子鐵心2為圓柱體，其外圓周面間隔開設(shè)有溝環(huán)，將其表面聯(lián)成一個整體的轉(zhuǎn)子鐵心分割成很多小段，避免轉(zhuǎn)子鐵心外圓連成一個整體、疊片連成了一片，導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗加大，達(dá)到了降低轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗進(jìn)而降低雜散損耗的目的。
[0025]轉(zhuǎn)子鐵心2為鑄鋁轉(zhuǎn)子，圓柱體結(jié)構(gòu)，其外圓周面每30mm車削開設(shè)出一個周向溝環(huán)23，各個溝環(huán)23軸向平行，溝環(huán)23寬0.5mm，深0.3mm，轉(zhuǎn)子鐵心2全長車成20-25個溝環(huán)23，這樣整個鐵心就被分割成很多小段，根據(jù)渦流損耗是與鐵心疊片厚度的二次方成正t匕，則表面的渦流損耗就會減小。
[0026]目前大部分電機廠轉(zhuǎn)子車完氣隙后，即進(jìn)入下一道工序，進(jìn)行組裝，而本申請增加了轉(zhuǎn)子車溝槽的加工，以達(dá)到降低損耗的目的。
[0027]國外有的電機生產(chǎn)廠家研究用沖加工的方法加工氣隙而不再車削氣隙，幾乎可以將轉(zhuǎn)子表面渦流損耗消除殆盡，這給我們一個啟發(fā)，走減少轉(zhuǎn)子表面渦流損耗的路徑是一個提高效率的準(zhǔn)確方向，應(yīng)當(dāng)堅定不移地走下去。
[0028]當(dāng)異步電動機的轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速η旋轉(zhuǎn)時,氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為nl-n =snl=An,在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢及電流的頻率為f2 = sfl。由于轉(zhuǎn)子繞組也是一個對稱的多相繞組，所以在轉(zhuǎn)子繞組中流過對稱交流電流時也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢。根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系式nl = 60fl/p (r/min),可知轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為:
[0029]n2 = 60f2/p = 60sf 1/p = snl = η1_η=Δη
[0030]轉(zhuǎn)子是以轉(zhuǎn)速n在旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁勢在空間的轉(zhuǎn)速(也就是相對于定子的轉(zhuǎn)速)是:
[0031]n2 + n = (nl-n) + η = nl
[0032]由上述可知，不論轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是多大，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢在空間總是以同步轉(zhuǎn)速nl旋轉(zhuǎn)的，它與定子磁勢的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向相同，也就是說轉(zhuǎn)子磁勢與定子磁勢之間沒有相對運動，它們是相對靜止的。其中，
[0033]η-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
[0034]nl-同步轉(zhuǎn)速
[0035]n2-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速
[0036]p-極對數(shù)
[0037]f2_轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢及電流的頻率
[0038]f 1-電源頻率
[0039]S-轉(zhuǎn)差率
[0040]定、轉(zhuǎn)子磁勢之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖2所示。
[0041]定子繞組產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子鐵心中感應(yīng)頻率為f2=sfl，通常轉(zhuǎn)差率s=l-2%，頻率fl=50Hz，所以感應(yīng)頻率f2=sfl=0.5-1.0Hz，這樣低的頻率在轉(zhuǎn)子鐵心中引起的損耗往往為人們所忽略，因為磁滯損耗是和頻率的一次方成正比，而渦流損耗是和頻率的二次方成正比。所以人們忽略如此低頻f2=0.5-1.0Hz下產(chǎn)生的損耗也是可以的，故通常說轉(zhuǎn)子中沒有鐵損也正是基于此點。
[0042]f2_轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢及電流的頻率
[0043]f 1-電源頻率
[0044]S-轉(zhuǎn)差率
[0045]但在轉(zhuǎn)子表面，由于被切削所連成的一個薄的整圓柱面里面卻不能說沒有鐵損，因為在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生的渦流電勢雖然也是f2=sfl，但它的渦流路徑卻通暢得很。轉(zhuǎn)子鐵心里是一片片彼此絕緣的薄硅鋼板(0.5mm厚)，渦流路徑在0.5mm的長度里流動，電阻很大；而轉(zhuǎn)子表面(例如由200片0.5_疊成)則是IOOmm長的渦流路徑的長。根據(jù)渦流損耗和交變磁通是與路徑厚度的二次方成正比，所以連通一體后的轉(zhuǎn)子表面損耗就比彼此絕緣的單片渦流損耗要增加Σ IOO2/( Σ 0.52X200) =200，這樣這個表面渦流損耗就不可忽視了。
[0046]由于氣隙加工過程中，將轉(zhuǎn)子鐵心表面聯(lián)成了一個整體，即疊片連成了一片，旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗就加大很多，大量的渦流損耗使電機發(fā)熱。[0047]因此降低雜散損耗Ps最簡便最有效的方法是:將轉(zhuǎn)子外圓車成“溝環(huán)”，這樣整個鐵心就被分割成很多小段，根據(jù)渦流損耗是與鐵心疊片厚度的二次方成正比，則表面的渦流損耗就會減小到Σ (1/25)2Χ25/1=1/25，即減少到1/25或1/20。
[0048]一般來說，在附加損耗中，轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗約占整個雜散損耗的60%左右，這樣雜散損耗Ps減少一半多，溫升也就會降低幾度。這在我廠已試制過，效果非常好。
[0049]以下是電壓為460V頻率為60Hz電機的試驗數(shù)據(jù)
[0050]附表一
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種電機轉(zhuǎn)子,其特征在于,包括: 轉(zhuǎn)子軸； 轉(zhuǎn)子鐵心，穿設(shè)在轉(zhuǎn)子軸中部，其為圓柱體，外圓周面間隔開設(shè)有溝環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵心兩端分別設(shè)置有平衡塊和擋風(fēng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵心為鑄鋁轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述溝環(huán)的間隔為30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵心全長開設(shè)有20-25個溝環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述溝環(huán)寬0.5mm，深0.3mmο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述溝環(huán)為車削加工而成。
【文檔編號】H02K1/22GK203416057SQ201320473976
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】車群, 王絢 申請人:北京畢捷電機股份有限公司