[实用新型]一种感应电机笼型转子结构

说明书

本实用新型公开了一种感应电机笼型转子结构，包括转子铁芯，在所述转子铁芯表面上均匀的设置有多个用于安装铜条的槽，在所述槽的槽口处设置有限位凹槽，所述限位凹槽的尺寸大于槽的尺寸，在所述限位凹槽内设置有槽楔，所述槽楔将铜条压紧在槽内。本实用新型通过采用槽口宽度不小于槽底宽度的槽形，实现槽的高效加工，同时在槽口处加工出限位凹槽，利用设置在限位凹槽内的槽楔对装入槽内铜条的压紧固定，从而无需采用热等静压焊接（HIP）方法对铜条进行焊接，避免了对昂贵的HIP设备的依赖，降低了高速异步电机的制造成本。

技术领域

本实用新型属于电动机技术领域，特别涉及一种应用于大功率高转速感应电机笼型转子结构。

背景技术

传统电动机受制于电源频率为50Hz（60Hz），其最高转速为3000r/min或3600r/min，对于高速负载机械（气体压缩机），一般通过增速箱来将达到更高的转速。变速箱的引入，带来了动力系统的复杂程度大大增加，可靠性也相应地降低。随着电力电子技术的发展，电源频率不再是电机转速提高的障碍，变频电机直接驱动高速机械成为了可行的实施方案。直驱方案系统简单可靠，维护量少，越来越受到用户的欢迎。

笼型感应电机转子结构简单可靠，在超高速电机领域具有无可匹敌的优势。传统的笼形感应电机转子铁芯采用钢板叠装在转轴上，鼠笼绕组装在硅钢片外圆的槽中。上述结构中，刚性转轴的直径较小，硅钢片铁芯刚度较差，转子的刚性较差，不适于高速运行。

针对传统叠片式转子结构的缺陷，发展出了实心转子结构的笼形感应电机，即转子铁芯与转轴为一体，由磁性锻钢制作而成。在转子表面加工槽，并在槽内安装铜导条，并在导条两端用铜环短接，形成感应笼。转子表面的槽必须将铜条紧固在转子表面，并能承受铜条产生的离心力。

在现有结构设计中，为了将铜条2固定在转子铁芯1表面，并抵抗径向的离心力，一般将槽设计为槽口尺寸小于槽底尺寸结构或者加工圆孔的方式，如梯形槽、T形槽或圆形槽，如图1、2和3所示。将铜条制成与槽相匹配的形状和尺寸，然后将铜条装入图示槽中，可实现对铜条的固定。对于传统叠片转子，在薄钢板上采用冲制方法制作出图示槽形状是可行，而且高效的，但是，对于高速实心转子来说，在钢锻件上采用机械加工的方法加工图示槽是非常困难、低效而且难以保证加工精度的。

针对上述加工问题，出现了另一种现行方案：在转子表面加工槽口宽度不小于槽底宽度的槽形，如倒梯形或矩形，再将铜条采用热等静压焊（HIP）方式焊接到转子上，如图4和5所示。

现有结构主要存在的问题是：

1、采用传统槽型方案，除了圆孔可以采用深孔钻加工外，其余形状基本无法采用机械加工方法精确加工，因为梯形槽和T形槽槽口比槽底小，无法用盘形铣刀加工，槽口尺寸太小，如果用立铣刀加工，刀杆细长，精度难以保证，且加工效率低下；而圆孔加工也受到轴长度、孔直径、载流面积等因素限制，不能广泛应用。

2、采用传统槽型方案，铜条虽然被径向固定了，但切向是松动的，对于高速电机，这是不可忽视的问题，可能会造成机组振动或铜条电腐蚀等故障。

3、采用倒梯形或矩形槽方案，其槽可用盘形铣刀高效加工，但大型HIP设备难以获得，该方案的推广受到限制。

4、HIP工艺过程中，需将转子本体与铜条一起加热到800°C以上，对轴材料性能有较大影响。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够实现转子铁芯表面槽的高效加工，而且确保铜条在槽内稳固安装的感应电机笼型转子结构。

本实用新型技术的技术方案是这样实现的：一种感应电机笼型转子结构，包括转子铁芯，在所述转子铁芯表面上均匀的设置有多个用于安装铜条的槽，其特征在于：在所述槽的槽口处设置有限位凹槽，所述限位凹槽的尺寸大于槽的尺寸，在所述限位凹槽内设置有槽楔，所述槽楔将铜条压紧在槽内。