專利名稱：高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機，特別是涉及一種高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機。背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)油田上的使用的電動機一般分為三種第一種是普通電動機，這種電動機普遍存在起動轉(zhuǎn)矩低，效率僅達到IEl (IEC60034-30: Standard Efficiency)的標準效率水平，耗電量高；第二種是永磁同步機，該種電機起動轉(zhuǎn)矩高、效率平可以達到IE2 (IEC60034-30:High Efficiency)的高效率水平的效率指標，個別能達到 IE3 (IEC60034-30:Premium Efficiency)的超高效率指標，但這種電機的劣勢是電機原材料所用的永磁稀土成本高，屬國家專項管控資源，同時該電機在戶外高溫下極易產(chǎn)生退磁現(xiàn)象，控制柜操作復(fù)雜，對油田的野外作業(yè)的工況來說，現(xiàn)場服務(wù)量過大。第三種是開關(guān)磁阻電機，效率水平與永磁機相近，但該種電機控制系統(tǒng)操作過于復(fù)雜，對現(xiàn)場操作工人的素質(zhì)要求相當(dāng)高，目前已逐漸退出油田電動機市場。傳統(tǒng)的普通電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種一種是鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，鋁錠加熱后通過壓鑄機打入到疊壓好的轉(zhuǎn)子沖片中，同時在轉(zhuǎn)子鐵心的兩端壓鑄形成端環(huán)、平衡柱和風(fēng)葉結(jié)構(gòu)；這種結(jié)構(gòu)在中小型電機中非常普遍。因鋁的電阻率為0. 0434歐*毫米7米，銅的電阻率為 0. 0217歐*毫米7米，電阻率越高表示電阻越高，電機損耗也越高，在對超高效率及超超高效率水平要求的小型電動機，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條使用鋁條將很難保證電動機的效率水平達到相應(yīng)的指標。鋁的密度比銅小，鋁條在惡劣負載下易產(chǎn)生斷條現(xiàn)象，影響電機的正常運行，因此，在對可靠性要求較高的場所如飛機、航船、核電軍工產(chǎn)品，使用鋁轉(zhuǎn)子電機的承擔(dān)的風(fēng)險相對高些。另一種是銅條轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，即銅條加工到一定形狀和尺寸后，通過擠壓工藝將銅條擠入到轉(zhuǎn)子鐵心中，與轉(zhuǎn)子槽形緊密配合，銅端環(huán)與銅條通過焊接方式連接。該結(jié)構(gòu)對銅條與轉(zhuǎn)子槽形配合的程度、端環(huán)與導(dǎo)條的焊接質(zhì)量要求很高，否則將會造成銅條在槽內(nèi)的竄動、脫焊的現(xiàn)象，給電機長期運行帶來隱患，該種銅條轉(zhuǎn)子的可靠性程度低。隨著國內(nèi)外對節(jié)能要求呼聲的提高，而油田用的電動機負載時間長，節(jié)能潛力相當(dāng)大，油田迫切需要一種既能滿足高效節(jié)能要求又能適用于油田高起動轉(zhuǎn)矩、操作簡單、便于維護的電機。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可靠性好、效率高、轉(zhuǎn)矩高的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，含有轉(zhuǎn)子、定子、軸承外蓋、軸承、軸承內(nèi)蓋、端蓋、機座、接線盒，轉(zhuǎn)子和定子設(shè)置在機座中，端蓋設(shè)置在機座的兩端，轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承安裝在端蓋上，軸承內(nèi)蓋和軸承外蓋分別設(shè)置在軸承的兩邊，軸承內(nèi)蓋位于機座內(nèi)，軸承外蓋位于機座外，并且軸承外蓋和軸承內(nèi)蓋通過螺栓與端蓋連接，接線盒設(shè)置在機座的外部；轉(zhuǎn)子為鑄銅轉(zhuǎn)子，鑄銅轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵芯由一定個數(shù)大小形狀相同的轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子沖片的中部設(shè)有軸孔，軸孔內(nèi)安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子沖片的四周均布有一定個數(shù)的導(dǎo)條孔，各轉(zhuǎn)子沖片中的導(dǎo)條孔相疊后連成轉(zhuǎn)子鐵芯中的導(dǎo)條槽，導(dǎo)條槽中壓鑄有銅導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端設(shè)有銅端環(huán)，銅端環(huán)與銅導(dǎo)條壓鑄連接在一起。在轉(zhuǎn)軸的一端的端部設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇位于軸承外蓋的外側(cè)，風(fēng)扇的外側(cè)設(shè)有覆蓋風(fēng)扇的風(fēng)罩。轉(zhuǎn)子沖片的形狀為圓形，轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔為長條形通孔和圓形通孔的組合孔，長條形通孔的一頭大、另一頭小，長條形通孔的一頭大、另一頭小，長條形通孔沿轉(zhuǎn)子沖片的直徑方向設(shè)置，長條形通孔的大頭位于轉(zhuǎn)子沖片環(huán)形圓周的外側(cè)，長條形通孔的小頭位于轉(zhuǎn)子沖片環(huán)形圓周的內(nèi)側(cè)，圓形通孔設(shè)置在長條形通孔大頭的外側(cè)，長條形通孔的大頭和圓形通孔通過一個窄連接間隙連通，窄連接間隙的寬度小于長條形通孔的寬度和圓形通孔的直徑。長條形通孔的面積大于圓形通孔的面積。在銅端環(huán)的外端面上且沿銅端環(huán)的直徑方向均布有一定個數(shù)的凸起條或凹槽。凸起條或凹槽的數(shù)量為6，或為8，或為10，或為12。轉(zhuǎn)子沖片的軸孔上設(shè)有鍵槽，轉(zhuǎn)軸上的鍵位于鍵槽中。轉(zhuǎn)子沖片的材質(zhì)為硅鋼片；每個轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔的數(shù)量為沈 56。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明的鑄銅轉(zhuǎn)子將銅導(dǎo)條與銅端環(huán)壓鑄在一起，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及端環(huán)的一體化結(jié)構(gòu)，使電機轉(zhuǎn)子的可靠性和使用壽命大大提高，非常適用于對可靠性要求較高的場所。2、本發(fā)明采用了導(dǎo)電性強的銅制作轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條和端環(huán)，可大大提高電機的效率水平,確保證電機效率達到IE4 (IEC60034-31: Super Premium Efficiency)超超高效率水平。3、本發(fā)明對轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔進行了優(yōu)化設(shè)計，可以提高電動機的堵轉(zhuǎn)性能， 彌補采用銅材料制作轉(zhuǎn)子后因電阻率低導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)性能下降的缺陷。轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔使轉(zhuǎn)子鐵芯中的導(dǎo)條分為上籠導(dǎo)條(由導(dǎo)條孔中的圓形通孔形成)、下籠導(dǎo)條(由導(dǎo)條孔中的長條形通孔形成)及上下籠之間的縫隙(由導(dǎo)條孔中的窄連接間隙形成)，上籠導(dǎo)條截面積較小時，電機起動時可以產(chǎn)生較大的起動轉(zhuǎn)矩，下籠導(dǎo)條截面積較大時，電阻小，轉(zhuǎn)差率低， 產(chǎn)生正常運行時的電磁轉(zhuǎn)矩；本發(fā)明通過靈活改變上、下籠導(dǎo)條截面的幾何尺寸以及上、下籠導(dǎo)條截面之間的窄連接間隙的寬度，使轉(zhuǎn)子的高轉(zhuǎn)矩的性能達到最優(yōu)。本發(fā)明通過改變轉(zhuǎn)子沖片槽形，可以大大提高電動機的起動轉(zhuǎn)矩，滿足2. 7倍高轉(zhuǎn)矩要求，遠遠高于普通電機2. 0倍的要求，電機不需控制柜的調(diào)節(jié)，就可滿足現(xiàn)場直接起動，操作簡單，便于維護。4、本發(fā)明的鑄銅轉(zhuǎn)子的銅端環(huán)的表面均布有一定個數(shù)的凸起條或凹槽，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，銅端環(huán)可起到散熱風(fēng)葉的作用，可以省去散熱風(fēng)葉的設(shè)計，同時還降低了銅的使用量，降低了轉(zhuǎn)子的成本。

圖1為高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為鑄銅轉(zhuǎn)子的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為轉(zhuǎn)子沖片的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為鑄銅轉(zhuǎn)子的立體結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式
參見圖1 圖5，圖中，高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機含有轉(zhuǎn)子 12、定子11、軸承外蓋17、軸承19、軸承內(nèi)蓋16、端蓋15、機座13、接線盒14，轉(zhuǎn)子12和定子11設(shè)置在機座13中，端蓋15設(shè)置在機座13的兩端，轉(zhuǎn)子12中的轉(zhuǎn)軸18的兩端通過軸承19安裝在端蓋15上，軸承內(nèi)蓋16和軸承外蓋17分別設(shè)置在軸承19的兩邊，軸承內(nèi)蓋16位于機座13內(nèi)，軸承外蓋17位于機座13外，并且軸承外蓋17和軸承內(nèi)蓋16通過螺栓22與端蓋15連接，接線盒14設(shè)置在機座13的外部；轉(zhuǎn)子12為鑄銅轉(zhuǎn)子，鑄銅轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵芯1由一定個數(shù)大小形狀相同的轉(zhuǎn)子沖片2疊壓而成，轉(zhuǎn)子沖片2的中部設(shè)有軸孔 3，軸孔3內(nèi)安裝轉(zhuǎn)軸18，轉(zhuǎn)子沖片2的四周均布有44個導(dǎo)條孔，各轉(zhuǎn)子沖片2中的導(dǎo)條孔相疊后連成轉(zhuǎn)子鐵芯1中的導(dǎo)條槽，導(dǎo)條槽中壓鑄有銅導(dǎo)條10，轉(zhuǎn)子鐵芯1的兩端設(shè)有銅端環(huán)8，銅端環(huán)8與銅導(dǎo)條10壓鑄連接在一起。在轉(zhuǎn)軸18的一端的端部設(shè)有風(fēng)扇20，風(fēng)扇20位于軸承外蓋17的外側(cè)，風(fēng)扇20的外側(cè)設(shè)有覆蓋風(fēng)扇20的風(fēng)罩21。轉(zhuǎn)子沖片2的形狀為圓形，轉(zhuǎn)子沖片2上的導(dǎo)條孔為長條形通孔5和圓形通孔4的組合孔，長條形通孔的一頭大、另一頭小，長條形通孔5沿轉(zhuǎn)子沖片2的直徑方向設(shè)置，長條形通孔5的大頭位于轉(zhuǎn)子沖片2環(huán)形圓周的外側(cè)，長條形通孔5的小頭位于轉(zhuǎn)子沖片2環(huán)形圓周的內(nèi)側(cè)，圓形通孔4設(shè)置在長條形通孔5大頭的外側(cè)，長條形通孔5的大頭和圓形通孔4通過一個窄連接間隙6連通，窄連接間隙6的寬度小于長條形通孔5的寬度和圓形通孔4的直徑。長條形通孔5的面積大于圓形通孔4的面積。在銅端環(huán)8的外端面上且沿銅端環(huán)8的直徑方向均布有10個凹槽9。轉(zhuǎn)子沖片2的軸孔3上設(shè)有鍵槽7，轉(zhuǎn)軸18上的鍵位于鍵槽7中。轉(zhuǎn)子沖片2的材質(zhì)為50WW470或50WW350硅鋼片。
權(quán)利要求
1.一種高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，含有轉(zhuǎn)子、定子、軸承外蓋、軸承、軸承內(nèi)蓋、端蓋、機座、接線盒，轉(zhuǎn)子和定子設(shè)置在機座中，端蓋設(shè)置在機座的兩端，轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承安裝在端蓋上，軸承內(nèi)蓋和軸承外蓋分別設(shè)置在軸承的兩邊，軸承內(nèi)蓋位于機座內(nèi)，軸承外蓋位于機座外，并且軸承外蓋和軸承內(nèi)蓋通過螺栓與端蓋連接，接線盒設(shè)置在機座的外部；其特征是轉(zhuǎn)子為鑄銅轉(zhuǎn)子，鑄銅轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵芯由一定個數(shù)大小形狀相同的轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子沖片的中部設(shè)有軸孔，軸孔內(nèi)安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子沖片的四周均布有一定個數(shù)的導(dǎo)條孔，各轉(zhuǎn)子沖片中的導(dǎo)條孔相疊后連成轉(zhuǎn)子鐵芯中的導(dǎo)條槽， 導(dǎo)條槽中壓鑄有銅導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端設(shè)有銅端環(huán)，銅端環(huán)與銅導(dǎo)條壓鑄連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是在所述轉(zhuǎn)軸的一端的端部設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇位于軸承外蓋的外側(cè)，風(fēng)扇的外側(cè)設(shè)有覆蓋風(fēng)扇的風(fēng)罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是所述轉(zhuǎn)子沖片的形狀為圓形，轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔為長條形通孔和圓形通孔的組合孔，長條形通孔的一頭大、另一頭小，長條形通孔沿轉(zhuǎn)子沖片的直徑方向設(shè)置，長條形通孔的大頭位于轉(zhuǎn)子沖片環(huán)形圓周的外側(cè)，長條形通孔的小頭位于轉(zhuǎn)子沖片環(huán)形圓周的內(nèi)側(cè)，圓形通孔設(shè)置在長條形通孔大頭的外側(cè)，長條形通孔的大頭和圓形通孔通過一個窄連接間隙連通，窄連接間隙的寬度小于長條形通孔的寬度和圓形通孔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是所述長條形通孔的面積大于圓形通孔的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是在所述銅端環(huán)的外端面上且沿銅端環(huán)的直徑方向均布有一定個數(shù)的凸起條或凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是所述凸起條或凹槽的數(shù)量為6，或為8，或為10，或為12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是所述轉(zhuǎn)子沖片的軸孔上設(shè)有鍵槽，轉(zhuǎn)軸上的鍵位于鍵槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其特征是所述轉(zhuǎn)子沖片的材質(zhì)為硅鋼片；每個轉(zhuǎn)子沖片上的導(dǎo)條孔的數(shù)量為26 56。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機；高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機含有轉(zhuǎn)子、定子、軸承外蓋、軸承、軸承內(nèi)蓋、端蓋、機座、接線盒，轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承安裝在端蓋上，軸承內(nèi)蓋和軸承外蓋分別設(shè)置在軸承的兩邊；轉(zhuǎn)子為鑄銅轉(zhuǎn)子，鑄銅轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵芯由一定個數(shù)大小形狀相同的轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子沖片的四周均布有一定個數(shù)的導(dǎo)條孔，各轉(zhuǎn)子沖片中的導(dǎo)條孔相疊后連成轉(zhuǎn)子鐵芯中的導(dǎo)條槽，導(dǎo)條槽中壓鑄有銅導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端設(shè)有銅端環(huán)，銅端環(huán)與銅導(dǎo)條壓鑄連接在一起；本發(fā)明提供了一種可靠性好、效率高、轉(zhuǎn)矩高的高轉(zhuǎn)矩超超高效鑄銅轉(zhuǎn)子三相異步電動機。
文檔編號H02K17/16GK102361384SQ201110336500
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者吳宣東, 徐弘 , 楊旭, 梁棟, 玉佳彬, 王勤, 謝曉龍, 高崇, 高玉華, 魏華鈞 申請人:南陽防爆集團股份有限公司