沖槽切氣隙免車轉子工藝方法

吳建群，左仁平

(江西特種電機股份有限公司，江西宜春336000)

沖槽切氣隙免車轉子工藝方法

吳建群，左仁平

(江西特種電機股份有限公司，江西宜春336000)

通過實例闡述了能有效降低損耗及溫升的沖槽切氣隙新工藝及其優點, 并對其工藝特點、工藝方法、設計等進行了介紹, 有效地解決了轉子車氣隙工藝存在的缺點，為中小型電機轉子制造提供了一種全新的工藝方法。

沖槽切氣隙工藝；工藝優點；電機

0 引言

隨著電機行業的不斷發展, 技術不斷進步，用戶對電機的要求也越來越高，如對電機效率和溫升的要求。電機雜散損耗是造成高效電機效率波動及電機溫升高的主要原因之一，降低電機雜散損耗是提高電機效率的重要手段。酸洗工藝和磨轉子工藝是降低電機雜散損耗的兩種途徑。現代轉子沖片沖槽切氣隙工藝通過沖切氣隙免車轉子外圓工藝，漸漸取代酸洗工藝和磨轉子工藝。轉子采用整圓轉子沖片,以其生產效率高、轉子鐵心結構簡單、性能可靠而被廣泛應用。 整圓轉子沖片的沖制工藝有很多種, 沖槽切氣隙新工藝對大中型異步電機性能卻有獨特的優勢。

1 技術來源

目前電機轉子的加工都是使用車床進行車削表面。加工制作后由于轉子在車削加工時因擠壓形成金屬粘連，金屬粘連越多因氣隙漏磁通在轉子表面交鏈感應的渦流就越大，應力不均勻，因此損耗也越大；還有電機通風散熱或者損耗偏大常常導致高低壓電機溫升偏高或效率較低。針對電機溫升高、效率不達標這一問題，早期在國內有些廠家采用酸洗工藝。轉子表面經過酸洗形成的渦流基本消除，氣隙雜散損耗可以減少。多次試驗結果表明，電機轉子經過較好的酸洗，效率可以提升0.3%～0.5%，較高溫升的電機可以降溫達15K以上。因此酸洗工藝漸漸被較多電機生產廠家所用。

然而，采用酸洗工藝較難得到推廣，其主要原因是目前酸洗工藝還是手工操作，操作過程產生酸性氣體，既不環保，又不安全，可操作性差，更重要的是常常要經過3～5次操作，才能洗去轉子表面片間粘連，達到較好效果，所以酸洗工藝很難得到較好的執行。后來采用磨轉子工藝替代，可以大幅度減小因車削加工接觸面擠壓形成的金屬粘連殘留在轉子表面， 減少了轉子表面的渦流，雜散損耗也相應減少，從而達到預期效果。因為已有試驗表明，磨轉子比較接近酸洗效果，但是磨轉子工藝同樣較難得到批量推廣，主要是要增加工時成本，較大的轉子磨加工還要受到設備的限制。

2 沖槽切氣隙工藝的優點

沖槽切氣隙工藝即在沖制轉子沖片槽形的過程中, 把定轉子之間的氣隙通過沖壓的方法加工出來。 該工藝與轉子車氣隙工藝相比, 首先可以降低電機雜耗, 沖壓方法切出氣隙避免了因轉子車加工造成的轉子沖片表面粘連, 從而有效的避免了轉子形成表面電流產生的損耗, 對降低電機損耗、提高效率、降低溫升都有好處，此外在加工工藝方面, 沖槽切氣隙工藝是把沖槽和氣隙加工兩道工序合二為一, 這樣既簡化程序，又降低成本。但不足之處是轉子不需要加工，轉子表現粗糙些；鑄鋁過程中到轉子轉運時需注意防止磕碰，精細操作。

3 應用效果

我公司目前通過4批次近十臺防爆高壓電機摸索，已經掌握了該工藝方法，如切片直徑的嚴格公差控制，新制作專用工藝假軸等，到制作第4批次3臺高壓電機轉子時已非常成功，見表1。

表1 防爆高壓電機沖切氣隙免車轉子(鑄鋁轉子上軸后)檢測數據

經過對上軸鑄鋁轉子軸向多點米字或X方向測量，這三個轉子90%以上的點都控制在設計基準尺寸的±0.1之內，個別最高點或最低點也不超過±0.15，相比車轉子尺寸，精度應該說效果非常好了。從具體試驗數據(見表2)可知采用沖切氣隙工藝比普通車轉子工藝電機效率和溫升都有較大改善，因此該工藝在我公司得到了廣泛的應用。對于開口槽的銅條轉子與繞線轉子及閉口槽鑄鋁轉子可直接大批量采用，而對于開口槽的鑄鋁轉子只要采用閉口槽設計便可以了。試驗表明，只要閉口槽槽口高不小于0.3～0.5就可以，見圖1。就目前我公司而言，對于H315及以上采用單槽沖工藝單邊氣隙≥1.0的所有高低壓電機都可以大批量采用。沖壓的工時及工裝模具費用增加可以忽略不計，而對于H280及以下采用復沖模工藝的小型電機采用此工藝方法模具的投入可能比較大。沖切氣隙免車轉子外圓工藝值得大量推廣，其優點是雖然沖壓工時微微增加，卻可以完全免去車轉子及轉運工序，減少數小時的工時，成本也相應降低。更重要的是沖切毛刺較小，疊片后形成的短路粘連遠小于車加工轉子，與經過較好酸洗的鑄鋁轉子相當。

圖1 沖切氣隙工藝前后

4 結語

沖槽切氣隙免車轉子外圓工藝是電機行業今后工藝的發展趨勢之一。不但在H315及以上中型高低壓電機中推廣開來，在H280及以下的小型電機中也會越來越多。比如目前汽車新能源永磁電機就是采用免車轉子工藝，YE4系列高效電機也把閉口槽沖切氣隙免車轉子作為一個提高效率的技術途徑。

沖槽切氣隙免車轉子外圓這種工藝方法，為提高電機效率、溫升降低和雜散損耗提供了一種好的工藝方法，在電機實際生產中已廣泛應用,其減少了工序、降低了勞動強度,因而值得大力推廣。

[1] 王少景． 電機轉子表面酸洗處理工藝.萬方數據，200410093271.2[P].2004-12-20.

[2] 李晶.中小型電機機座加工工藝研究.防爆電機，2010.4.

[1] 陳衛文，方瑞明.異步電動機轉子故障診斷方法.防爆電機，2006.6.

Technology of Replacing Cutting Air Gap on Rotor withCutting Air Gap on Punching Slot

WuJianqunandZuoRenping

(Jiangxi Special Electrical Motor Co., Ltd., Yichun 336000, China)

This paper summarizes the strongpoints of a new technology of cutting air gap on punching slot based on an example, by which the losses and temperature rise have been effectively reduced. At the same time, it introduces the technology features, technological approach, design and so on. It solve the weakness occurred in cutting air gap on rotor, so it provides an alternative technology of manufacturing middle-and small-sized motor rotor.

Technology of cutting air gap on punching slot；technological advantage；electric motor

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.02.14

TM305.1

B

1008-7281(2017)02-0046-003

吳建群 女 1970年生；畢業于上海鐵道學院機械設計制造專業，現從事防爆高、低壓電機及其派生產品設計工作.

2016-08-22