笼型转子的制造工艺
压力与低压铸铝工艺
2020/7/13
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压力铸铝的工艺特点:
二、压力铸铝的工艺特点 压力铸铝时，铝水压射到转子铁心槽和型腔中去的速度极高，
填充速度可达10-25mm/s。压铸时不像离心铸铝那样铝水有一段流 动时间，而是瞬间完成的。因此，铁心和模具均可不必预热。铁心 和模具不预热，这就大大减化操作工艺，改善了劳动条件、此外由 于没有离心铸铝那样复杂的凝固补缩过程，铸铝转子质量稳定，一 次合格率高达99%以上。
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一、压力铸铝设备及压铸过程
一、压力铸铝设备及压铸 过程
压力铸铝的主要设备是 压铸机。其结构如图5一9 所示。立式压铸的铸铝模 立式安放在压铸机上。压 板1的主要作用是用螺钉固 定动模2借液压沿立柱10上 下移动。料缸８装在工作 台7上，是不动的用来盛铝 水，同时在它上面安装定 模9活塞6借液压推动，可 在料缸内上下移动。
图5一10为立式压铸模的结构， 料缸中的铝水通过定模中的风叶型 腔，压入转子铁心和压铸摸中。
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卧式压铸机结构
卧式压铸如图 5一II所示，压铸机 中铸铝模是卧式安 放的。它的料缸4中 有两个活塞，上活 塞3用以产生浇注压 力，下活塞5用来封 闭浇口和切除余料， 压板1为水平移动， 动摸2装在I压板 1 上。
压力铸铝的质量，目前存在着易产生气孔、缩孔和使转子附加 损耗增大等问题。
转子压铸时，应正确选择压射比压、充型速度、压铸温度等工 艺参数。这些参数相互之间有一定的关系，一般通过试模确定。
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三、压力铸铝的自动化问题
异步电动机的主要结构
格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大， 或需平滑调速的场合使用。
异步电动机的主要结构
异步电动机在结构上也是由定子、转子、气 隙组成。
一、异步电动机的定子：
异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕 组三个部分组成的。
1、定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座 里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心 用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的，在硅钢片 的两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽,其 中(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异步 电动机中；(b)是半开口槽，用于中型500V以下 的异步电动机中；(c)是半闭口槽，用于低压小 型异步电动机中。
2、定子绕组： 高压大、中型容量的异步电动机 定子绕组常采用Y接，只有三根引出线，如图(a) 所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定 子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可
接成Y形或△形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘 的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。
3、机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。 如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转 子部分。因此，机座应有足够的机械强度 和刚度。对中、小型异步电动机，通常用 铸铁机座。对大型电机，一般采用钢板焊 接的机座，整个机座和座式轴承都固定在 同一个底板上。
如果用的是铜料，就需要把事先做好的裸铜条插入
转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸了两端的 铜条上，最后焊在一起，如图(b)所示。如果用的 是铸铝，就连同端环、风扇一次铸成，如图(c)所 示 。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、
耐用的电机，所以应用极广。
2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘 导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕 组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷 装置引出来，如图所示。这就可以把外接电阻串 联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性 能或调节电动机的转速。
基于转子笼条形状的异步电动机设计与改造
【摘要】异步电动机广泛应用于各个领域。
目前笼型异步电动机转子笼条在使用过程中经常发生断裂、断条并从转子铁芯槽中脱出等故障，致使发电机停止运行，给生产造成很大影响。
对此，基于转子笼条的形状对电动机进行重新设计与改造，从而大大减少此类故障的发生，提高生产效益和安全。
1前言异步电动机特别是笼型异步电动机具有结构简单、维修成本较低、运行可靠性较高等优点，因此，在日常生活、工厂设备、港口码头、油田煤矿等各个领域中应用非常广泛，担负着很重要的任务。
在发电厂中，使用着各种不同电压等级、不同功率的笼型异步电动机，一旦异步电动机发生故障，将会造成发电机无法正常运行，影响电力生产，给社会生产、生活带来损失和不便。
因此，笼型异步电动机是发电厂的重要辅助设备，提高笼型异步电动机的质量，维护好这些设备，让它们一直处于正常的工作状态是一项非常重要的工作，是提高生产效益和安全的关键。
2异步电动机转子笼条的一般形状及在使用过程中的状况异步电动机按照转子结构分类，可分为鼠笼型和绕线型两种。
绕线型异步电动机转子上具有绕线型的绕组，鼠笼型异步电动机转子上没有绕线型的绕组，而是以插入转子铁芯外圆槽内的导条与转子两端的导电环焊接成的闭合导体取代绕线型绕组。
所有导条（即笼条）与两导电端环焊接在一起，如果将整个铁芯拿掉，导条与端环组成的形状就象一个鼠笼，因此叫鼠笼型异步电动机，导条称作笼条。
一般鼠笼型异步电动机转子上的导条（即转子笼条）形状一般截面为长方形的条状，相应地插放此形状的导条的转子铁芯外圆上所开的槽也是截面为长方形的条状。
如YKK3554-4、6.6KV、250KW异步电动机的转子笼条的截面为宽3.1mm、长38mm的长方形，这一形状的笼条和铁芯槽很容易加工，制造工艺简单，容易组装、节约导体材料、检修方便，而且笼条伸出铁芯槽外的部分较长，因此大大降低了鼠笼型异步电动机的生产成本，但这一形状笼条的机械强度不够高，在电机运行过程中容易发生断裂、断条并从铁芯槽中脱出的故障，从而导致定子电气接地故障而停止运行。
立式笼型异步电动机制造工艺总结与分析
立式笼型异步电动机制造工艺总结与分析作者：勇立志来源：《中国新技术新产品》2012年第21期摘要：立式笼型异步电动机结构相对一般异步电动机复杂，加工制造难度大。
笔者针对该类电机的几个关键制造工艺过程进行了总结与分析，对制造过程中易出现的问题，研究制定了新的工艺方案，并加以实施，取得了良好的效果。
关键词：电动机；制造工艺；转子动平衡中图分类号：TM32 文献标识码：A电动机振动是运行中常出现的问题，引起振动的因素主要可分为两方面：一是设计因素，二是结构配合因素。
设计上应使临界转速适当偏离工作转速，从而避免产生共振，造成重大损失。
结构配合上引起的振动，原因是多方面的，涉及到制造过程中的多个环节，均有可能使电动机运行时产生振动，对于此类振动处理起来相对棘手，需要逐一排查电机相关部件以及部套间配合情况，再寻求相应改进措施。
然而，即使处理后也未必能达到要求的质量标准。
因此，在排除设计结构因素外，必须对制造工艺过程及工艺方法等方面进行改进，消除每一个能够引起电动机振动的因素，以保证电动机质量要求。
1 产品结构概述立式异步电动机采用立式结构，即电机转子垂直放置；定子铁芯一般在机座上叠装压紧，定子线圈为圈式线圈，铁芯和定子绕组经VPI处理；转子铁芯采用铜条嵌在转子铁芯槽内的笼型结构，定子、转子均为F级绝缘结构；轴承结构一般为上端采用推力轴承、下端采用导轴承结构，也有出于产品需要采用上导轴承、下推力轴承结构。
2 转子制造2.1转轴加工转轴是整个转子结构中的重要部件，转子的全部重量均承受在转轴上，而且最终通过转轴传递扭矩。
因此，转轴的结构及加工精度对整个转子乃至整个电机的性能都起着关键作用。
以往该类电机转轴结构多为采用焊筋轴结构（如图1），即在光轴上套铁芯位置均布焊接6至8根肋筋，然后再加工。
此种方式制造工艺上较为方便，成本节约，但对转轴的整体性能来说，相对欠缺。
鉴于此，在对电动机性能有较高或严格要求的使用环境时，不宜采用该种结构，设计上可以考虑直接在光轴上套铁芯位置机械加工出所需要的肋筋（如图2），该种方式无疑会加大成本，但转轴的性能可以保证。
电力及电机拖动试题与参考答案
电力及电机拖动试题与参考答案一、单选题（共45题，每题1分，共45分）1.电动机能否全压直接起动，与_____无关。
( )A、电动机的型式B、环境温度C、起动次数D、电网容量正确答案：B2.将直流电动机电枢的动能变成电能消耗在电阻上，称为______。
( )A、回馈制动B、反接制动C、能耗制动D、机械制动正确答案：C3.转子绕组串电阻启动适用于_______。
( )A、绕线式异步电动机B、并励直流电动机C、鼠笼式异步电动机D、串励直流电动机正确答案：A4.三相同步电动机的制动控制应采用______。
( )A、电磁抱闸B、能耗制动C、再生发电制动D、反接制动正确答案：B5.若变压器所接电源的频率减小，电压不变，则励磁电流将______。
( )A、减小B、不变C、增大D、不确定正确答案：C6.变压器带感性负载时，由空载到负载，变压器的输出电压_____。
( )A、不变B、降低C、升高D、先升高后降低正确答案：B7.一台空载运行的三相感应电动机，当略微降低电源频率，而保持电源电压大小不变时，电动机的励磁电流_____。
( )A、不确定B、不变C、减小D、增加正确答案：D8.若拖动恒转矩负载的三相感应电动机保持U/f=常数，当f1=50HZ，n=2900r/min,若低频率到f1=40HZ，则电动机的转速为_____r/min。
( )A、2400B、2900C、2320D、2300正确答案：C9.变压器在运行中若电源电压降低，其他条件不变，则主磁通将______。
( )A、不变B、减小C、不确定D、增大正确答案：B10.直流电机中的换向器是由______构成。
( )A、特殊形状的梯形铸铁加工B、相互绝缘的特殊形状的梯形铜片C、相互绝缘的特殊形状的梯形硅钢片D、特殊形状的梯形整块钢板加工正确答案：B11.电磁调速异步电动机的基本结构型式分为_____。
( )A、整体式和独立式B、整体式和分立式C、组合式和整体式D、组合式和分立式正确答案：C12.对并联运行的变压器，说法正确的是_____。
三相笼型异步电动机
输出机械功率P2
pCU2 = SPe 说明，从气隙传递到转子的电磁功率分为 两部分，一小部分变为转子铜损耗，绝大部分转变为 总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机 效率越低。 P2 = PMEC p0 的两边同时除以机械角速度 = 2n 得 60 PMEC p0 P2 =
五、电动机的功率和损耗
电动机是一种将电能转换成机械能的装臵。所 以在能量转换的过程中不可避免的会产生各种损 耗。 pFE p p p
FE CU1 CU2 1 2
电源Leabharlann 输入电功率P1定子，旋转磁场
电磁功率Pe
转子，电磁感应
机械功率 Pmec
转子旋转 P1 = 3 UN IN cosj Pe = P1－( pCU1＋pFE1 ) p∆ pCU2 = SPe 称为转差功率 pm Pmec = Pe－PCU2 ( 转子铁耗 PFE2 很小，可忽略不计 ） = Pe (1－S) P2 = Pmec－ p0 p0 = p∆ + pm 称为空载损耗，固定不变。 = P1η
60 f 60 50 p = 3 n 975 n0 n 1000 975 s= = = 0.025 n0 1000
四、电动机的运行特性
通过电动机工作原理的学习，我们可以发现电动 机有许多地方和变压器是相类似的： 变压器一次绕组接入电流，产生交变磁场； 电动机定子绕组接入电流，产生旋转磁场； 交变磁场在铁芯中环绕，在变压器二次绕组上产生 电磁感应，产生感应电势和电流； 旋转磁场交链转子绕组；在电动机转子上产生电磁 感应，产生感应电势和电流；
N
ωt =360°
A×
Z
n0
B
归纳：只要三相异步机的对称三相定子绕组中通入对
鼠笼式异步电机
03
电机启动困难
• 检查电源电压和频率，确保符合电机要求
• 检查电机绕组阻值，排除绕组故障
鼠笼式异步电机的日常维护与保养
清洁保养
检查保养
润滑保养
• 定期清理电机表面灰尘和杂物
• 定期检查电机绕组绝缘性能
• 定期润滑电机轴承
• 检查电机通风散热情况，保持清洁
• 检查电机轴承润滑情况，及时补充
• 选择合适的润滑剂，保证轴承运行
转子旋转
• 电磁转矩驱动转子旋转
• 转子旋转时，鼠笼导条切割磁场线，产生感应电动势
• 感应电动势与电流相互作用，维持转子的恒定转速
鼠笼式异步电机的性能特点
效率高，功率因数低
• 鼠笼式异步电机具有较高的运行效率
• 但由于转子电流与电源频率有关，功率因数较低
结构简单，制造容易
• 定子和转子采用简单的圆柱形结构，便于加工制造
产业升级需求
• 随着工业自动化和绿色发展的推进
• 对高效、环保、智能电机的需求不断增长
新兴市场机遇
• 如新能源汽车、机器人等领域的快速发展
• 为鼠笼式异步电机提供了广阔的市场空间
国际合作机会
• 随着全球经济一体化的推进
• 与国际企业的合作与交流，提高电机技术水平和市场份额
⌛️
鼠笼式异步电机的行业发展趋势与展望
畅通
润滑剂
良好
04
鼠笼式异步电机的节能与环保应用
鼠笼式异步电机的节能技术
01
高效电机技术
• 采用高性能铁芯和绕组材料，提高电机效率
• 优化电机结构设计，降低机械损耗和磁场损耗
02
变频调速技术
• 采用变频器等控制装置，实现电机转速的无级调节
鼠笼转子断条故障的判断及检修
鼠笼转子断条故障的判断及检修小型电机多是采用铸铝转子，大中型电机多采用铜条转子。
鼠笼转子断条及断环，总称为断笼或断条。
断条是指鼠笼中有一根或数根断裂或有严重气泡，而断环则是指端环中有一处或几处开裂。
通常鼠笼转子比较坚固结实，不易损坏，但当铸铝或铸铜鼠笼转子制造工艺粗糙、质量不良或设计不合理，频繁启动及操作不当时，急促、猛烈的正反转将造成剧烈的冲击，导致鼠笼发生断条故障。
鼠笼式电机若转子只断条一或两根，对电机运行暂无明显影响，而断条严重则影响电机正常运行。
电机鼠笼转子断条严重时，将出现下列现象。
1.电机启动转矩明显降低，停车后再次启动时，电机剧烈震动，启动困难，开启式电机会从通风道内溅出火星等。
2.电机运行时，电流表指针明显做周期性摆动，高速电机指针抖动。
3.带载时转速明显降低，转子过热，机身剧烈震动，温度增高，并有较大周期性嗡嗡声。
鼠笼转子发生断条故障时，通常采用以下方法进地检查。
1.外观检查铸铝鼠笼转子的断裂点多发生在槽轴向长度的中心附近，而铜条转子的断裂点则多发生在笼条与端环焊接处，若系双笼转子其故障点多是出在上笼部位。
此时，取出鼠笼转子，检查铁芯表面，笼条与端环交接处若有变色或过热及裂纹，即表明该处断条。
2.更换转子检查更换转子检查虽简单易行，但需更换上同型号良好转子进行试运转。
如果更换转子后，电机运行一切恢复正常，则说明原鼠笼转子存在断条故障。
3.通电检查在定子绕组中通入约为额定电压10%的低压电流，在一相中串入电流表，用手慢慢地转动转子，此时电流表的读数若不稳定，大小循环变动，即表明转子有断条故障。
4.铁粉检查鼠笼转子两端加低压大电流，调节调压器，使电压从零逐渐升高，待升流器的电流逐渐增大时，转子表面即产生磁场，随后把铁粉撒在转子上。
若铁粉一行行地沿着笼条方向整齐排列，表明转子完好无损。
如果铁粉排列杂乱无章，或铁粉撒不上去，说明转子存在断条故障。
5.整机检查在定子三相绕组中通入50~60V的低压电，以转子不能自转为准，之后用手缓慢转动转子。
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轴的制造工艺
• 轴的加工工艺流程：锯床下料、铣端面并打中 轴的加工工艺流程： 心孔、粗车、精车、磨轴承位。chmoto,All ri源自hts reserved.2
熔铝
• 通过坩埚 ，融化的铝，Al 99.5%纯铝要求铝温度达 • 铝料铸铝转子需要的铝主 到700～7600C；Al-Mn合 要有2种， Al-Mn合金铝、 金铝要求铝温度达到 Al纯铝（99.5%） 680～7200C。
笼型转子的制造工艺
• 铸铝转子的质量对电机的起动性能和运行性能影 响很大，有些铸铝质量是铸铝工艺方法本身决定 的，但大多数铸铝质量是操作方法、工艺参数配 合不当和模具结构不良造成的。如：转子断条、 细条、气孔、缩孔、裂纹等。这些缺陷都使转子 电阻增大和不平衡，导致损耗增加，效率降低， 起动转矩和最小转矩降低，转差率增大和温升增 高。因此现在我国大多采用低压铸铝、离心铸铝、 压力铸铝。 • 主要有一下步骤：轴的加工、铸铝转子、铸铝转 子入轴。
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笼型转子的制造工艺
• 铸铝所用磨具：假轴、上模、下模等等。
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笼型转子的制造工艺
• 叠片：把转子冲片放入假轴内，要使键槽、毛刺方 叠片： 向一致，并调好铁芯尺寸。 • 压铸：装模具、加铝液到熔杯中，压射铸铝。 压铸：
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笼型转子的制造工艺
• 铸铝转子入轴 铸铝转子入轴：将 加工好的轴和铸好 铝的转子套在一起。
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电机转子校动平衡
• 转子需要在校平衡机 上进行校正。 • 采用逐步增重法。 • 目的：降低电机在运 转时候的震动。
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