一种含有异形鼠笼导条的导体转子的制作方法

本技术涉及一种含有异形鼠笼导条的导体转子，属于永磁调速器。

背景技术：

1、永磁调速技术具有高效节能、减小系统振动、适应环境能力强、可实现空载启动和过载保护、可靠性高、使用寿命长等优点，近年来不断得到人们的重视，并在火力发电、冶金、矿山、石油化工、水泥等领域逐渐开始应用。当导体转子和永磁转子之间的转速差较大时，导体转子上磁场的交变频率会变大，导体转子背铁的交流铁芯损耗也会增大，导体转子背铁的铁芯损耗不但降低永磁调速器的效率，另外损耗带来的温升会使永磁材料和永磁调速器的性能下降。采用低损耗的铁基非晶合金作为永磁调速器的导体转子背铁材料，正在受到人们的关注。对于导体转子背铁采用非晶合金材料的铜套筒型径向式永磁调速器，铜套筒经过气隙和永磁转子相对，在装配过程中，即使永磁转子磕碰到导体转子的导体铜套，也不会对非晶合金背铁产生任何损伤。但是对于采用鼠笼导条结构导体背铁的永磁调速器，如果鼠笼导条采用和传统鼠笼异步电动机一样的导条结构，非晶合金材料的导体转子背铁通过气隙直接面对永磁转子，在永磁调速器装配、运行或维护过程中，永磁转子将很有可能直接磕碰到导体转子的非晶合金背铁，对非晶合金背铁产生损伤甚至影响永磁调速器的运行安全。

2、专利号为cn214850707u的专利公开了一种用于非晶合金永磁电机的异形槽楔，异形槽楔凸起部分高出定子槽口0.2mm，保护非晶合金定子铁芯不至于被永磁转子磕碰到。但是定子绕组与异形槽楔分开，且此异形槽楔是绝缘材料制成，并不能参与永磁调速器的转矩传递。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种含有异形鼠笼导条的导体转子，本实用新型的鼠笼导条采用截面为一体式的异形结构，使铜导条高出半闭口槽的槽口一定高度，从而使永磁调速器在装配、运行或拆卸的过程中，避免永磁转子磕碰到导体转子的非晶合金背铁，从而保护非晶合金背铁不出现非晶合金碎屑并影响永磁调速器的运行性能。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其截面为一体式的异形结构，包括依次连接的上部凸起、肩部和下部，所述肩部为第一等腰梯形，与第一等腰梯形下面相连的是与第一等腰梯形下底配合的第二等腰梯形，第二等腰梯形称为异形鼠笼导条截面的下部，与第一等腰梯形上面相连的是与第一等腰梯形上底配合的矩形凸起，矩形凸起称为异形鼠笼导条截面的上部凸起。

3、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述第一等腰梯形的上底为l1，第一等腰梯形的下底为l2，第二等腰梯形的上底为l3，第二等腰梯形的下底为l4，矩形的宽度为l5，且有l1＝l5,l2＝l3,l4＞l2＞l1。

4、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，第二等腰梯形的两腰与下底之间采用圆弧平滑连接，圆弧的半径r为3mm-5mm，弧形连接结构避免了尖角造成局部应力集中，从而影响非晶铁芯的磁性能。

5、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述第一等腰梯形的两腰与下底之间夹角为a，a为15°～25°。

6、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述异形鼠笼导条主要应用于以低损耗铁基非晶合金作为导体转子背铁的永磁调速器中，导体转子背铁上均匀设置有多个半闭口梯形鼠笼槽，半闭口梯形鼠笼槽与所述异形鼠笼导条的形状相同，异形鼠笼导条放置于半闭口梯形鼠笼槽内，半闭口梯形鼠笼槽内表面与异形鼠笼导条外表面之间设置有配合间隙，多根异形鼠笼导条的两端均长出导体转子背铁且两端焊接有端环构成导体转子鼠笼，以使多根异形鼠笼导条中的感应电动势经过导体转子鼠笼的闭合回路，异形鼠笼导条中流过感应电流，从而和永磁转子的永磁磁场产生电磁力和电磁力矩。

7、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述半闭口梯形鼠笼槽内表面与异形鼠笼导条外表面之间的配合间隙为0.1mm-0.2mm，配合间隙的存在是为了容易将异形鼠笼导条插入半闭口梯形鼠笼槽中，降低装配难度。

8、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述异形鼠笼导条上部凸起的矩形凸起部分的高度l8比非晶合金导体转子背铁上的半闭口梯形鼠笼槽的槽口高度高出l6，l6为0.2mm-0.3mm，多根异形鼠笼导条高出半闭口梯形鼠笼槽开口外边沿的凸起部分在导体转子的非晶合金背铁铁芯内圆形成一个比导体转子背铁内圆直径小0.4mm-0.6mm的虚拟凸出圆筒，使永磁转子不可能磕碰到导体转子非晶合金背铁齿的齿冠部分，从而达到保护导体转子非晶合金背铁铁芯在永磁调速器的装配、运行或维护过程中不会受到永磁转子磕碰和机械应力冲击的目的，避免导体转子背铁出现非晶合金碎屑并影响永磁调速器的运行性能。

9、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述异形鼠笼导条长度l10比非晶合金导体转子背铁的轴向长度长出2倍的l7，l7为10mm-15mm，此长度l7为了方便端环与异形鼠笼导条进行焊接。

10、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述异形鼠笼导条采用紫铜材料；鼠笼式异步电机通常的鼠笼导条通常采用铸铝，因为本实用新型是异形鼠笼导条，需要比鼠笼异步电机更复杂的浇铸磨具，更重要的是铝的电阻率比铜大，铸铝鼠笼条的导体转子铜损也比较大，鼠笼式异步电机之所以采用铸铝导条，是为了降低成本；另一方面是异步电机正常运行时的转差率不是很大，转子的集肤效应不很明显，但对于大范围调速的永磁调速器来说，导体转子的集肤效应明显，导体转子的电子增大，导体转子铜损增加明显，本实用新型采用铜鼠笼导条，可以在大范围调速时降低铜损。

11、前述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，所述端环采用紫铜材料。

12、与现有技术相比，本实用新型的鼠笼导条采用截面为一体式的异形结构，使鼠笼铜导条高出半闭口梯形鼠笼槽的槽口一定高度，从而使永磁调速器在装配、运行或拆卸的过程中，避免永磁转子磕碰到导体转子的非晶合金背铁，从而保护非晶合金背铁不出现非晶合金碎屑或应力集中并影响永磁调速器的运行性能。具体地说，异形鼠笼导条上部凸起的矩形凸起部分的高度l8比非晶合金导体转子背铁上的半闭口梯形鼠笼槽的槽口高度高出l6，l6为0.2mm-0.3mm，此高出半闭口梯形鼠笼槽开口外边沿的矩形凸起部分在导体转子的非晶合金背铁铁芯内圆形成一个比背铁内圆直径小0.4mm-0.6mm的虚拟凸出圆环，使永磁转子不会磕碰到导体转子非晶合金背铁齿的齿冠部分，从而达到保护导体转子非晶合金背铁铁芯在永磁调速器的装配、运行或维护过程中不会受到永磁转子磕碰和机械应力冲击的目的，避免导体转子背铁不出现非晶合金碎屑并影响永磁调速器的运行性能。

13、本发明的异形鼠笼导条同样可以应用于以低损耗铁基非晶合金作为转子铁芯的鼠笼式异步电机中。

技术特征：

1.一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于：所述异形鼠笼导条(3)的截面为一体式的异形结构，包括依次连接的上部凸起(6)、肩部(7)和下部(8)，所述肩部(7)为等腰梯形，与所述肩部(7)下面相连的是与所述肩部(7)等腰梯形的下底配合的下部(8)，下部(8)为另一等腰梯形，与所述肩部(7)上面相连的是与肩部(7)等腰梯形上底配合的上部凸起(6)。

2.根据权利要求1所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于：所述异形鼠笼导条(3)截面的肩部(7)为第一梯形，异形鼠笼导条(3)截面的下部(8)为第二梯形，上部凸起(6)为矩形，第一梯形的上底为l1，第一梯形的下底为l2，第二梯形的上底为l3，第二梯形的下底为l4，矩形的宽度为l5，l1＝l5,l2＝l3,l4＞l2＞l1。

3.根据权利要求2所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于，所述第二梯形的两腰与下底之间的连接处为圆弧形，圆弧的半径r为3mm-5mm。

4.根据权利要求2所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于，所述第一梯形的两腰与下底之间夹角为a，a为15°～25°。

5.根据权利要求1所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于：所述异形鼠笼导条(3)应用于以低损耗铁基非晶合金作为导体转子背铁(1)的永磁调速器中，所述导体转子背铁(1)上均匀设置有多个半闭口梯形鼠笼槽(2)，半闭口梯形鼠笼槽(2)与异形鼠笼导条(3)的形状相同，异形鼠笼导条(3)放置于半闭口梯形鼠笼槽(2)内，半闭口梯形鼠笼槽(2)内表面与异形鼠笼导条(3)外表面之间设置有配合间隙(4)，多根异形鼠笼导条(3)的两端均长出导体转子背铁(1)且两端焊接有端环(5)构成导体转子鼠笼。

6.根据权利要求5所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于，所述配合间隙(4)为0.1mm-0.2mm。

7.根据权利要求5所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于：在所述异形鼠笼导条(3)截面的上部凸起(6)的矩形凸起部分的高度l8比非晶合金导体转子背铁(1)上的半闭口梯形鼠笼槽(2)的槽口高度高出l6，l6为0.2mm-0.4mm。

8.根据权利要求1或5任意一项所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于：所述异形鼠笼导条(3)的长度l10比非晶合金导体转子背铁的轴向长度长出2倍的l7，l7为10mm-15mm。

9.根据权利要求1所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于，所述异形鼠笼导条(3)采用紫铜材料。

10.根据权利要求5所述的一种含有异形鼠笼导条的导体转子，其特征在于，所述两端的端环(5)采用紫铜材料。

技术总结本技术公开了一种含有异形鼠笼导条的导体转子，异形鼠笼导条截面为一体式的异形结构，包括依次连接的上部凸起、肩部和下部，肩部和下部均为等腰梯形。紫铜异形鼠笼导条放置于非晶合金导体转子背铁中均匀分布的半闭口梯形鼠笼槽中，并和两端的铜端环焊接成导体转子鼠笼，半闭口梯形鼠笼槽与异形鼠笼导条形状相同，且两者之间设置有配合间隙，上部凸起部分高出鼠笼槽开口外边沿。本技术鼠笼导条异形结构的上部凸起部分高出槽口一定高度，从而在永磁调速器的装配、运行或拆卸过程中，避免永磁转子磕碰到导体转子的非晶合金背铁，达到保护非晶合金背铁不会受到永磁转子磕碰和机械应力冲击而产生非晶碎屑并影响永磁调速器运行性能的目的。技术研发人员：胡立恺,张涛,段佳奇,杨晓巳受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司技术研发日：20230710技术公布日：2024/7/29