本發(fā)明涉及一種高效復(fù)合籠條電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及其制備方法，更具體的說(shuō)是涉及一種高效的高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，屬于電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

實(shí)施電機(jī)能效提升計(jì)劃，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。電力機(jī)械常用交流異步電動(dòng)機(jī)，通常采用鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其主要缺點(diǎn)在于啟動(dòng)特性較差，在體積限制情況下，效率提高有限。在中小功率范圍內(nèi)電機(jī)要達(dá)到IE4能效要求，必需加大定、轉(zhuǎn)子體積，材料增加，零部件通用性差。

使用鑄銅工藝，鑄銅轉(zhuǎn)子最大的挑戰(zhàn)是鑄造工藝問(wèn)題，因?yàn)殇X的熔點(diǎn)為670℃，而銅的熔點(diǎn)高達(dá)1083℃，這樣高的溫度對(duì)模具及冷軋硅鋼片絕緣涂層都是很大的考驗(yàn)，鑄模成本高，壽命短，無(wú)法達(dá)到鋁材那樣的澆鑄成型合格率，造成轉(zhuǎn)子總體成本過(guò)高，目前很難推廣應(yīng)用。

因此，目前急需一種加工周期短、成本低且生產(chǎn)的產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)的加工鑄造工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種通用性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、高起動(dòng)力矩、大大提高電機(jī)效率的銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及其制備方法。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明涉及的一種高效復(fù)合籠條電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子包括一組轉(zhuǎn)子沖片，所述轉(zhuǎn)子沖片上開(kāi)設(shè)有內(nèi)、外鼠籠槽；所述內(nèi)鼠籠槽內(nèi)穿插內(nèi)鼠籠條；所述外鼠籠槽內(nèi)一次性鑄入由外鼠籠條和端環(huán)組成的硅鋁外鼠籠；所述端環(huán)包括風(fēng)葉和平衡柱；所述內(nèi)鼠籠條和外鼠籠條的兩端和端環(huán)連接為一體。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：所述內(nèi)鼠籠條和外鼠籠條相互靠近或者相切。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鼠籠條為T4紫銅成型棒。

進(jìn)一步的，所述外鼠籠條采用的是電阻率較高的硅鋁材料澆鑄制成。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鼠籠條、外鼠籠條的截面為圓形、橢圓形、梨形或刀形。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鼠籠條的截面面積大于外鼠籠條的截面面積。

本申請(qǐng)還涉及一種轉(zhuǎn)子的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步：疊壓轉(zhuǎn)子鐵心

(1)設(shè)置子母鍵和假軸，將子母鍵在假軸上固定；

(2)將沖裁好的有內(nèi)、外鼠籠槽的轉(zhuǎn)子沖片套入假軸：

首先把20～25mm厚的一疊的轉(zhuǎn)子沖片套入假軸上，在內(nèi)鼠籠對(duì)置的鼠籠槽內(nèi)插入2根定位棒，再把剩余的轉(zhuǎn)子沖片依次套入假軸，疊好轉(zhuǎn)子沖片；

(3)將疊好的轉(zhuǎn)子沖片在壓力機(jī)上疊壓緊固；

第二步：穿插內(nèi)鼠籠T4紫銅成型棒

(1)對(duì)轉(zhuǎn)子的內(nèi)鼠籠槽進(jìn)行推槽處理，使內(nèi)鼠籠槽的公差能夠滿足T4紫銅成型棒裝配的要求；

(2)將內(nèi)鼠籠內(nèi)的2根定位棒壓出；

(3)將T4紫銅成型棒放入轉(zhuǎn)子的內(nèi)鼠籠槽中，用硬質(zhì)圓棒將T4紫銅成型棒送入內(nèi)鼠籠槽的底部，直至將所有內(nèi)鼠籠槽裝滿T4紫銅成型棒；

第三步：對(duì)轉(zhuǎn)子外鼠籠和端環(huán)高速液壓沖擊鑄鋁

(1)安裝包括上、中、下鑄鋁模具，鑄鋁模具的風(fēng)葉槽、平衡柱槽且排氣道暢通；將鑄鋁模具，中、下鑄鋁模具安放在高速液壓鑄鋁沖擊機(jī)的拖板上，上鑄鋁模具通過(guò)T型槽螺栓與活動(dòng)橫梁緊固，并均勻涂刷石墨油劑；

(2)根據(jù)被壓鑄轉(zhuǎn)子的規(guī)格，調(diào)整鑄鋁模具的內(nèi)澆口速度、壓射比壓、開(kāi)模行程和各行程開(kāi)關(guān)的位置；

(3)向安裝調(diào)整好的鑄鋁模具壓射鑄鋁，依次經(jīng)合模、合模延時(shí)、慢壓射、快壓射、增壓延時(shí)、壓射泄壓、合模泄壓、開(kāi)模、切料、退出假軸，鑄成由外鼠籠條和端環(huán)組成的整體外鼠籠及端環(huán)上的風(fēng)葉和平衡柱，得到銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條的高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：在第二步中，所述內(nèi)鼠籠槽經(jīng)過(guò)推槽處理后尺寸精度為0～0.06mm。

進(jìn)一步的，在第二步中，對(duì)所述內(nèi)鼠籠槽進(jìn)行推槽用的推刀材料為高速鋼，推刀熱處理硬度為HRC 60～64。

進(jìn)一步的，第三步中，所述內(nèi)澆口速度為20～25m/s。

進(jìn)一步的，第三步中，所述壓射比壓為18～25MPa。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、科學(xué)先進(jìn)，這種高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條的高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，在起動(dòng)時(shí)，由于集膚效應(yīng)，使起動(dòng)電流集中于外鼠籠，相當(dāng)于有效截面小，有效電阻大，功率因數(shù)增大，結(jié)果是電機(jī)的起動(dòng)電流減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。正常工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子回路頻率低，集膚效應(yīng)極小，雙鼠籠都發(fā)揮作用，相當(dāng)于有效截面增大，有效電阻減小。所以高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條轉(zhuǎn)子，改善了起動(dòng)性能和工作性能。內(nèi)、外鼠籠條的截面為圓形、橢圓形、梨形或刀形，這種常用的轉(zhuǎn)子槽形結(jié)構(gòu)，主要通過(guò)集膚效應(yīng)影響起動(dòng)性能。本發(fā)明中，純銅棒為T4紫銅棒，轉(zhuǎn)子繞組損耗受轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的影響很大，因?yàn)槌Ｓ玫霓D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有鑄鋁轉(zhuǎn)子和銅條轉(zhuǎn)子，銅的電阻率比鋁的電阻率小很多，只是鋁電阻率的60％左右，所以采用銅條轉(zhuǎn)子的損耗比鑄鋁轉(zhuǎn)子的損耗少一半。本發(fā)明產(chǎn)品的一次合格率高，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，還具有如下優(yōu)點(diǎn)：第一、與三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心利用軸孔鍵槽定位疊壓工藝相比，本發(fā)明的疊壓工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，由于采用了定位棒定位及假軸定位，能夠保證轉(zhuǎn)子鐵心槽的平整度，使轉(zhuǎn)子鐵心的加工精度能夠滿足T4紫銅成型棒的裝配要求，不但提高了轉(zhuǎn)子鐵心的疊壓質(zhì)量，縮短了電機(jī)的加工工藝過(guò)程；第二、T4紫銅成型棒穿插工藝，增加了推槽工藝過(guò)程，使內(nèi)鼠籠槽的公差能夠滿足T4紫銅成型棒裝配的要求，優(yōu)化了T4紫銅成型棒裝配的工藝過(guò)程，縮短了T4紫銅成型棒裝配的加工周期，產(chǎn)品的一次合格率高，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。第三、高速壓制的鑄鋁端環(huán)密度較均勻，其偏差小于0.01g/cm3。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1轉(zhuǎn)子沖片、2端環(huán)、3外鼠籠條、4內(nèi)鼠籠。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例的一種高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，基本結(jié)構(gòu)如圖1-2所示：包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的鐵芯中包含內(nèi)、外鼠籠條相切的內(nèi)、外鼠籠。內(nèi)、外鼠籠的鼠籠條兩端的端環(huán)2分別聯(lián)結(jié)為一體。

為改善異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性，外鼠籠的外鼠籠條3使用電阻率較高硅鋁澆鑄材料、內(nèi)鼠籠條4為電阻率較低的T4紫銅成型棒，轉(zhuǎn)子的鐵芯中內(nèi)、外鼠籠條的截面為圓形、橢圓形、梨形或刀形。對(duì)應(yīng)普通鼠籠轉(zhuǎn)子每條鼠籠的內(nèi)、外兩鼠籠條的總截面大于前者。

制備上述一種高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，包括以下步驟：

第一步，轉(zhuǎn)子鐵心疊壓，包含：

(1)設(shè)置子母鍵和假軸，將子母鍵在假軸上固定；

(2)將沖裁好的有內(nèi)鼠籠槽、外鼠籠槽的轉(zhuǎn)子沖片1套入假軸，首先把20～25mm厚的一疊的轉(zhuǎn)子沖片1套入假軸上，在內(nèi)鼠籠對(duì)置的內(nèi)鼠籠槽內(nèi)插入2根定位棒，再把剩余的轉(zhuǎn)子沖片1依次套入假軸，疊好轉(zhuǎn)子沖片1，保證轉(zhuǎn)子鐵心鼠籠槽的平整度；

(3)將疊好的轉(zhuǎn)子沖片1在壓力機(jī)上疊壓緊固；

第二步，穿插內(nèi)鼠籠T4紫銅成型棒，包含：

(1)在轉(zhuǎn)子T4紫銅成型棒穿插之前，使用高速鋼制成的推刀對(duì)轉(zhuǎn)子的內(nèi)鼠籠槽進(jìn)行推槽，使內(nèi)鼠籠槽的公差能夠滿足純銅棒裝配的要求，內(nèi)鼠籠槽經(jīng)過(guò)推槽處理后尺寸精度為0～0.06mm，推刀熱處理硬度為HRC 60～64。

(2)將內(nèi)鼠籠內(nèi)的2根定位棒壓出；

(3)將T4紫銅成型棒放入轉(zhuǎn)子的內(nèi)鼠籠槽中，用硬質(zhì)圓棒將T4紫銅成型棒送入內(nèi)鼠籠槽的底部，直至將所有內(nèi)鼠籠槽裝滿T4紫銅成型棒；

第三步，對(duì)轉(zhuǎn)子外鼠籠和端環(huán)高速液壓沖擊鑄鋁

(1)配備鑄鋁模具和高速液壓鑄鋁沖擊機(jī)，鑄鋁模具包括上、中、下鑄鋁模具，鑄鋁模具的風(fēng)葉槽、平衡柱槽、排氣道暢通；

(2)安裝鑄鋁模具，中、下鑄鋁模具安放在高速液壓鑄鋁沖擊機(jī)的拖板上，上鑄鋁模具通過(guò)T型槽螺栓與活動(dòng)橫梁緊固，并均勻涂刷石墨油劑；

(3)根據(jù)被壓鑄轉(zhuǎn)子的規(guī)格來(lái)調(diào)整鑄鋁模具的內(nèi)澆口速度、壓射比壓、開(kāi)模行程和各行程開(kāi)關(guān)的位置；

(4)向安裝調(diào)整好的鑄鋁模具壓射鑄鋁，依次經(jīng)合模、合模延時(shí)、慢壓射、快壓射、增壓延時(shí)、壓射泄壓、合模泄壓、開(kāi)模、切料、退出假軸，鑄成由外鼠籠條和端環(huán)組成的整體外鼠籠及端環(huán)上的風(fēng)葉和平衡柱，得到高速壓制銅鋁雙鼠籠復(fù)合籠條的高效電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。