鑄鋁轉子為何會出現瘦條或斷條?

發布日期:
2019-12-24

瘦條或斷條是鑄鋁轉子電機中常用到的故障名詞,無論是瘦條還是斷條,都是相對于轉子的導條而言。從理論上分析,一旦轉子的沖片槽形、鐵長、槽斜度確定,轉子導條就以一個很規則的形狀被勾勒出來,但是,在實際的生產制造過程中,往往會因種種原因導致最終成型的轉子導條發生扭曲變形,甚至出現導條內部有縮孔,嚴重時發生斷開。

由于轉子鐵芯是由轉子沖片疊壓而成,疊壓過程中通過與轉子沖片匹配的槽形棒進行周向定位,完成后取出槽形棒,配合模具進行鑄鋁,如果槽形棒與槽形配合過于松動,就會導致沖片在疊壓過程出現不同程度的周向位移,最終導致轉子導條表面出現波浪狀,轉子鐵芯槽口出現鋸齒現象,甚至是斷條;另外,鑄鋁過程也是液體鋁進入轉子槽的固化過程,如果液體鋁注入過程中被混入氣體而不能較好地排出,就會在導條的某一部位形成氣孔,氣孔過大時也會導致轉子斷條。

知識拓展——深槽式及雙籠型異步電動機


對籠型異步電動機的啟動分析可知,直接啟動時,啟動電流太大;降壓啟動時,雖然減小了啟動電流,但啟動轉矩也隨之減小。根據異步電動機轉子串聯電阻的人為機械特性可知,在一定范圍內增大轉子電阻可以增大啟動轉矩,轉子電阻增大還將減小啟動電流,因此較大的轉子電阻可以改善啟動性能。

鑄鋁轉子為何會出現瘦條或斷條?

但是,電動機正常運行時希望轉子電阻小一些,這樣可以減小轉子銅損耗,提高電動機的效率。怎樣才能使籠型異步電動機在啟動時具有較大的轉子電阻,而在正常運行時轉子電阻又自動減小呢?深槽式和雙籠型異步電動機就可實現這一目的。

深槽式異步電動機


深槽式異步電動機的轉子槽形深而窄,通常槽深與槽寬之比為10~12或以上。當轉子導條中流過電流時,與導條底部相交鏈的漏磁通比槽口部分相交鏈的漏磁通多得多,因此若將導條看成是由若干個沿槽高劃分的小導體并聯而成,則越靠近槽底的小導體具有越大的漏電抗,而越接近槽口部分的小導體的漏電抗越小。

鑄鋁轉子為何會出現瘦條或斷條?

當電動機啟動時,由于轉子電流的頻率較高,轉子導條的漏電抗較大,因而各小導體中電流的分配將主要決定于漏電抗,漏電抗越大則電流越小。這樣在由氣隙主磁通所感應的相同電動勢的作用下,導條中靠近槽底處的電流密度將很小,越靠近槽口則越大,這種現象稱為電流的集膚效應。相當于電流好像被擠到槽口處,因而又稱為擠流效應。集膚效應的效果相當于減小了導條的高度和截面,增大了轉子電阻,從而滿足了啟動的要求。

鑄鋁轉子為何會出現瘦條或斷條?

當啟動完畢,電動機正常運行時,由于轉子電流頻率很低,一般為1~3 Hz,轉子導條的漏電抗比轉子電阻小得多,因而前述各小導體中電流的分配將主要決定于電阻。由于各小導體電阻相等,導條中的電流將均勻分布,集膚效應基本消失,因而轉子導條電阻恢復為自身的直流電阻??梢?,正常運行時,深槽式異步電動機的轉子電阻能自動變小,從而滿足了減小轉子銅損、提高電動機效率的要求。

雙籠型異步電動機


雙籠型異步電動機的轉子上有兩套籠,即上籠和下籠。上籠導條截面積較小,并用黃銅或鋁青銅等電阻率較大的材料制成,電阻較大;下籠導條的截面積較大,并用電阻率較小的紫銅制成,電阻較小。雙籠型電動機也常用鑄鋁轉子;顯然下籠交鏈的漏磁通要比上籠多得多,因此下籠的漏電抗也比上籠大得多。


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