[发明专利]一种节能铸铜转子电动机及制备工艺

说明书

技术领域：

本发明专利涉及一种节能铸铜转子电动机及制备工艺，属于电动机技术领域。 

背景技术：

电动机是世界上使用最为广泛的动力输出源设备，广泛应用于工业、农业、国防、公共设施及家用电器等各领域中的机械装备、风机、水泵、压缩机、冶金、石化、纺织、造纸、交通、建筑、矿山、食品等行业。据有关资料显示，我国目前电动机的总用电量已占到全社会总用电量的60％以上，与发达国家和发展中国家的主要大国一样，电动机电能消耗都已占总耗电量的60％，工业总耗电的70％以上，成为最大的耗电终端设备。随着世界节能减排步伐的快速推进，世界各国积极推广和使用超高效电动机，并不断提高电动机能效水平，通过政府政策强制执行。 

纯铜具有优异的导电性能，其电导率比铝高40％，采用铜质转子代替铝质转子压铸技术被认为是提高中小型鼠笼式电机效率的技术中最佳途径之一。因此，早在20世纪五六十年代就已经有使用铜条焊接铜转子出现，并经过几十年的发展至今，已经实现了利用压力铸造纯铜转子的技术。 

申请者在长期从事纯铜转子压铸及铸铜转子电动机的生产过程中，针对纯铜转子铸造工艺特点及纯铜的优异导电、导热性能进行分析、试验，发现由于纯铜的高密度和高温铸造的特性，使压铸出的铸铜转子电动机存 在以下问题： 

1、校动平衡难，常规的铝转子平衡柱加重的方式无法满足铸铜转子校动平衡的要求。 

纯铜的相对密度是8.96g/cm³，是铝密度的3.3倍，在铝转子电动机上，铝转子的不平衡量约为几克～十几克，通过在转子平衡柱上加垫片的方式进行动平衡校准。但是，在纯铜转子上采用平衡柱加重的方式校动平衡时，由于铜的密度高，加重量很大，达到几十克～几百克，这就使得平衡柱加重无法满足纯铜转子校平衡的要求。同时，应平衡柱的使用不仅使模具结构复杂，而且无形中使纯铜压铸模具寿命大大降低。 

2、铸铜转子电动机温升低，不需要风叶散热。 

纯铜具有优异的导热性能，用纯铜压铸没有风叶的铜转子，在装配成铜转子电动机后，其温升低于有风叶的相同功率的铝转子电机。 

3、铁耗和铜耗高，电动机效率达不到设计要求或提升不明显。 

在纯铜转子压铸的技术中，参考已授权专利《一种感应式电机铜鼠笼转子的压铸方法及压铸装置》(专利号ZL 200710066135.8)，要获得好的铸件质量，要求将铁芯温度预热到350～500℃时放入模具中进行压铸，在高温铜液浇注进入钢片的瞬间到铸件开模入水冷却前，铁芯处于800℃以上的温度状态下，其钢片间的绝缘层受损，导致电机铁耗增加，同时因高温铜液冲刷钢片槽孔而致使铜与硅钢片间产生粘接，不仅导致铁耗增加，还会使电动机测试中产生漏电，使压铸出来的铸铜转子电机效率达不到设计要求或电动机效率提高不大。 

由于上述原因，致使纯铜转子电动机在压铸工艺上增加了预热铁芯的 设备，生产操作难度大，增加了生产成本，也造成了电能的浪费。生产出的铸铜转子在电机装配过程中，由于校动平衡困难导致装配过程难度加大，装配出的铸铜转子电动机又因铁芯绝缘受损使电机铜耗和铁耗增加，致使铸铜转子电动机效率达不到设计要求或提升不明显，大大阻碍了铸铜转子电动机的市场推广。 

发明内容：

本发明的目的在于克服现有压力铸造纯铜转子电动机存在的不足，优化电动机的转子结构，从而提供一种节能铸铜转子电动机及制备工艺。 

本发明针对现有纯铜转子电动机温升低的特点，同时考虑到铸铜转子校平衡难的问题，优化设计了铸铜转子的端环结构，并优化了纯铜转子的压铸工艺，设计生产了一种节能铸铜转子电动机，其效率达到欧洲标准IE4的设计水平。 

本发明是在我们已获权专利《一种感应式电机铜鼠笼转子的压铸方法及压铸装置ZL 200710066135.8》基础上的改进。本发明的节能铸铜转子电动机，它主要包括一个定子(4)、一个铸铜转子(5)、轴承(1)、端盖(2)、外壳(6)、风罩(7)、风扇(8)和接线盒(3)部件，改进点在于：a.铸铜转子(5)上取消了风叶；同时考虑到电机装配过程中校动平衡的问题，将短路环(11)结构设计为凹台结构(10)，采用减重的方式调整动平衡；b.制备工艺中叠合硅钢片(9)不进行预热，直接放入预热好的模具型腔中进行转子压铸，即取消了叠合硅钢片(9)的预热工序。 

本发明的优点在于：结构简单且降低了生产成本，电动机的硅钢片绝 缘层不受损，大大提高了电动机的效率，电动机的效率达到欧洲IE4效率等级。 

附图说明：

图1是高效节能铸铜转子电动机的剖面结构示意图。