[发明专利]一种应用于交流异步电机实心转子的新型高硅钢的制备工艺

说明书

本发明涉及一种应用于交流异步电机实心转子的新型高硅钢的制备工艺，包括如下步骤：Fe‑6.5%Si合金熔液在实验室制坯，首先将块状硅打磨成为粉末，合并与0.5%~5%的三氧化二硼以及1%~3%的纳米三氧化二钴粉末共同作为添加物；通入氮气气氛熔炼，退火得高硅钢样品；采用温轧工艺轧制高硅钢样品；退火处理，最后制备得到实心转子所需新型高硅钢材料。本发明新型高硅钢是一种组织结构均匀，性能良好的实心转子高硅钢材料，用这种高硅钢材料制得的交流异步电机的实心转子具有较小的中心应力，较大临界缺陷尺寸，结构简单、机械强度与平衡性优良。

技术领域

本发明涉及一种采用新型结构的高硅钢转子在交流异步电机上的应用，特别是涉及一种不同于传统方法在一系列热处理工艺下制备的6.5%高硅钢，并且将在此转子的结构上进一步改进，应用于高硅钢制备转子的研发技术领域。

背景技术

转子是汽轮机的核心部件，它担负着能量转换及扭矩传递的重任。工作中的转子处在高温高压介质中并以高速旋转，它不仅承受工作蒸汽的高压力引起的应力和高温带来的蠕变损伤，而且还要承受高速旋转引起的离心应力、传递工作扭矩产生的扭转剪切应力、高速旋转下自重引起的交变切向应力、工况变化导致温度不均匀引起的热应力以及轴系振动所产生的动应力等，因而要求转子具有良好的机械性能。

实心转子结构简单，机械强度与平衡性高，适合频繁重载起动或者长时间工作在制动状态，但是实心转子造成电机较软的机械特性，额定工作状态滑差大，严重的转子损耗会造成电机效率过低，针对以前实心转子的特点与缺陷，为改善传统实心转子输出性能，提高高硅钢实心转子工业应用能力，国内外的研究学者对实心转子做出大量的研究工作。在应用范围方面，提出的起重用实心转子感应电机、高速实心转子感应电机与实心动子多自由度感应电机等都具有极高的应用与研究价值；在实心转子性能改良方面，提出的多层(组合式)实心转子、转子两端加铜端环、光滑实心转子表面开槽以及开槽铸良性导电体等转子优化结构，对改良提升电机性能具有较高的帮助；

由于交流异步电动机的机械特性较软，过大的转子损耗造成电机效率与力能指标过低，严重影响了交流异步电机的应用。为了改良交流异步电机的机电性能，本文提出了采用光滑实心转子表面开槽的实心转子结构。这对降低转子阻抗，抑制转子涡流，减小转子损耗，提高电机性能以及抑制转子高频谐波的影响等方面有显著的作用。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用高硅钢（6.5%硅含量）在一系列热处理制度下制备实心转子的新型高硅钢，是一种组织结构均匀，性能良好的实心转子高硅钢材料，用这种高硅钢材料制得的交流异步电机的实心转子具有较小的中心应力，较大临界缺陷尺寸，结构简单、机械强度与平衡性优良，独特的涡流特性等优点，提高了转子使用安全性，延长转子使用寿命，减低电机损耗的目标。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种应用于交流异步电机实心转子的新型高硅钢的制备工艺，包括如下步骤：

a. Fe-6.5%Si合金熔液在实验室制坯。首先将块状硅打磨成为粉末，合并与0.5%~5%的三氧化二硼以及1%~3%的纳米三氧化二钴粉末共同作为添加物；

b. 打开炉电源，通入氮气气氛，体积在50%~90%之间，加热原则一般是高温慢低温可适度快，一般<400℃可自由升温，>800℃时加热速度小于100℃/h，样品较大可在800℃保持30min均温处理再继续升温。在850℃~1000℃保温15min~2h，温度越高，时间越长晶粒越大，磁性能升高同时力学性能下降。之后以80℃/h冷却速度冷却到600℃以下随炉冷或空冷降至室温；

C．关闭保护气体，总电源，取出退火高硅钢样品；