CN216564683U - 一种双斜槽转子中间环组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双斜槽转子中间环组件，包含中间环及垫片，其特征在于所述的中间环截面为梯形。本实用新型中间环将截面改为梯形，使用过程中中间环附近电密分布更加均匀，截面积没变的基础下电磁性能也不会有所损失，变相的增加了中间环与导条的接触面积，最大热应力点也由普通中间环容易发生断条的中间环导条连接处变为导条中部处，有效的避免了由热应力引发的断条故障，从而在具有双斜槽转子良好的电磁性能前提下，保证了中间环的结构稳定性，减小中间环的变形应力损伤，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及双斜槽转子技术领域，尤其涉及一种双斜槽转子中间环组件。
背景技术
传统双斜槽转子感应电机具有诸多优点，通过设置合适的上下层导条的倾斜角度与相互交错的角度可以有效的削弱感应电机的转子上的轴向力以及特定阶次的气隙谐波从而有效的降低感应电机的振动与噪声。而因为双斜槽转子错开而引入的转子中间环则因其处于电机中部因散热不良等原因容易出现较大的热应力潜在故障。双斜槽电机多为高频工作环境，故中间环集肤效应较为显著，中间环截面上部电流密度较大。而中间环较厚降低了局部热负荷但会降低电磁性能，而中间环较薄则会导致热潜在故障，单纯的增厚与减薄中间环厚度对该电机优化不大。
发明内容
本实用新型专利旨在提出一种新型的双斜槽转子中间环及其垫片，该结构与传统中间环与垫片相比综合考虑热性能与电磁性能后更优，通过增大中间环上部面积来优化中间环电密分布，从而对双斜槽感应电机性能进行优化。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种双斜槽转子中间环组件，其特征在于，包括中间环及其垫片，其中：
垫片的外侧面开有容纳环槽；
垫片设在容纳环槽内，且中间环与容纳环槽匹配；
中间环的厚度从靠近中间环轴线一侧向远离中间环轴线一侧逐渐变厚。
作为本实用新型进一步优化的方案，垫片与中间环同轴，相当垫片与中间环不同轴，同轴的电机电磁性能更优。
作为本实用新型进一步优化的方案，中间环沿其轴向方向的截面为等腰梯形。
作为本实用新型进一步优化的方案，垫片为钢材料铸造制成，便于增大转子强度。
作为本实用新型进一步优化的方案，中间环为铝材料浇注制成，便于生产制造，且中间环连接上转子的上导条和下转子的下导条，上导条和下导条均为铝材料制成。
作为本实用新型进一步优化的方案，中间环外侧的厚度为2-6mm，中间环内侧的厚度为1.5-1.9mm。
作为本实用新型进一步优化的方案，垫片具有支撑部分、上连接部分和下连接部分，其中：
上连接部分和下连接部分均与支撑部分连接，上连接部分位于下连接部分上方，上连接部分、下连接部分和支撑部分之间形成容纳环槽。
垫片的上连接部分和下连接部分底部为保证中间环的整体机械强度，从机械性能角度分析不能过薄。其在铸造过程中应预留灌铝液的导条预开孔。而铜制中间环为压铸而成，导条预开孔仅有连接导条的作用而不具有灌铝液的作用，故垫片的导条预开孔不论中间环材料都需要开孔。因此为保证进行冲压导条预开孔时垫片的强度，梯形中间环的梯形斜边倾斜角度不能太小，若倾斜角度太小则垫片上下连接部分会很薄。从电机性能角度分析，梯形中间环的梯形斜边倾斜角度不能太大，若倾斜角度太大，灌注导条时在导条预开孔处会导致连接处的中间环融化，产生的气泡空洞进而影响电机电磁性能与热性能。
作为本实用新型进一步优化的方案，上连接部分和下连接部分最厚的厚度为2-4mm，进而增大中间环组件整体强度。
作为本实用新型进一步优化的方案，上连接部分和下连接部分均开有导条预开孔，导条预开孔与容纳环槽连通，具体的，导条预开孔与上转子和下转子的导条一一对应，便于上转子和下转子在浇注导条过程中使导条与中间环连接。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型中间环的截面形状改为梯形，中间环上表面面积变大，将中间环视作周向槽的槽漏感将会减小，进而导致本就性能优秀的双斜槽感应电机性能进一步优化，效率将会提升，功率因数将会提升，启动转矩将会变大；
2.传统的垫片是硅钢片叠压目的为削弱涡流的影响，而中间环中电流为周向电流，在其所构成的磁场为轴向磁场在上下转子处产生的涡流会被上下转子的硅钢片所截断，固铸造垫片不用考虑削弱涡流；且垫片由硅钢片改为铸钢铸造，在增强了转子刚度的同时也降低了双斜槽感应电机的制造成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为中间环组件结构示意图；
图2为本实用中间环组件剖视图；
图3为本实用新型中间环与上下笼导条结构示意图；
图4为传统中间环结构与本实用新型中间环结构对比示意图；
图5为本实用新型中间环组件中垫片结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种双斜槽转子中间环组件，包括中间环1及其垫片2，其中：
垫片2的外侧面开有容纳环槽20，垫片2为钢铸造而成；
具体的，垫片2具有支撑部分200、上连接部分201和下连接部分202，其中：上连接部分201和下连接部分202均与支撑部分200连接，上连接部分201 位于下连接部分202上方，上连接部分201、下连接部分202和支撑部分200 之间形成容纳环槽20，上连接部分201和下连接部分202的最大厚度部分靠近垫片的轴线，且上连接部分201和下连接部分202的最大厚度部分的厚度为3mm；
上连接部分201的下表面为平面便于垫片与上层转子连接，下连接部分202 的上表面为平面便于垫片2与下层转子连接；
中间环1通过浇注方式设在容纳环槽20内，中间环1为铝材料浇注而成且中间环1与容纳环槽20匹配，中间环1与垫片2同轴；
中间环1的厚度从靠近中间环1轴线一侧向远离中间环1轴线一侧逐渐变厚。
中间环1外侧的厚度为4mm，中间环1内侧的厚度为1.7mm；
上连接部分201和下连接部分202上均开有导条预开孔102，导条预开孔 102与容纳环槽连通；
如图3所示中间环组件安装在双斜槽鼠笼转子上，中间环组件安装在上层转子和下层转子之间，且中间环用于连接上层转子和下层转子的导条，因其双斜槽结构将有效削弱特定阶次的气隙谐波从而有效削弱谐波引起的同步附加转矩与降低电磁噪声，而中间环1的存在将会导致上下斜槽转子产生的横向电流在中间环1处流动，且因电机转子电流频率较高集肤效应在中间环1处表现明显，导致中间环表面附近铁心饱和较为严重，固选择增大中间环1上表面和下表面的面积进而削弱中间环电流的集肤效应，进而使得双斜槽感应电机的中部热分配更为合理。
如图4所示，现有的中间环沿其轴线方向的截面如(A)所示，本实施例的中间环1截面改为(B)中的等腰梯形截面。其中现有的中间环(A)中NIRS为矩形中间环宽度，MIRS为矩形高度，即为传统中间环高度，为保证电磁性能，中间环1截面面积不宜出现过大的变化，固本实施例中的中间环1截面(B)保持中间环厚度不变，即采用与传统中间环相同厚度MIRS，NIRZU为梯形中间环1外侧厚度，NIRZD为梯形中间环1内侧厚度。
其中为保证预留孔冲压时夹具不能破坏垫片2的上连接部分201与垫片2 下连接部分202，应保证上连接部分201和下连接部分202厚度为至少为2mm，因铸钢导磁性能不如上下转子铁心，为保证中间环1电磁性能上连接部分201 和下连接部分202不应过厚，最多不宜超过4mm，本实施例中，上连接部分201 和下连接部分202的最大厚度为3mm。
为削弱中间环1电流大、频率高导致的较为严重的集肤效应，固选择中间环1外侧边高度大于内侧边高度的梯形截面中间环1，其中，因为中间环1电流为周向电流，产生的磁场为轴向磁场，中间环1电流并不参与励磁，固中间环1整体厚度不应过厚，过厚将会导致实际励磁的上、下层转子导条长度等效变短，对于中小型双斜槽感应电机，此处建议中间环整体高度应在6mm左右，因稳定运行时电流在截面内均匀流动，只需考虑起动运行时的中间环集肤效应即可。所以为省材料，选择截面积不变而外侧严重集肤效应区域面积增大，集肤效应不明显的中间环1槽底部即中间环1内侧同时减小的梯形截面。此处推荐中间环1外侧高度为2～6mm，中间环1内侧高度为1.5～1.9mm，在本实施例中中间环1的外侧高度为4mm，中间环1内侧高度为1.7mm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双斜槽转子中间环组件，其特征在于，包括中间环及垫片，其中：
垫片的外侧面开有容纳环槽；
垫片设在容纳环槽内，且中间环与容纳环槽匹配；
中间环的厚度从靠近中间环轴线一侧向远离中间环轴线一侧逐渐变厚。
2.根据权利要求1所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，垫片与中间环同轴。
3.根据权利要求1所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，中间环沿其轴向方向的截面为等腰梯形。
4.根据权利要求1所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，垫片为钢材料铸造制成。
5.根据权利要求1所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，中间环为铝材料浇注制成。
6.根据权利要求1所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，中间环外侧的厚度为2-6mm，中间环内侧的厚度为1.5-1.9mm。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，垫片具有垫片支撑部分、垫片上连接部分和垫片下连接部分，其中：
垫片上连接部分和垫片下连接部分均与垫片支撑部分连接，垫片上连接部分位于垫片下连接部分上方，垫片上连接部分、垫片下连接部分和垫片支撑部分之间形成容纳环槽。
8.根据权利要求7所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，垫片上连接部分和垫片下连接部分的最大厚度为2-4mm。
9.根据权利要求7所述的双斜槽转子中间环组件，其特征在于，垫片上连接部分和垫片下连接部分上均开有导条预开孔，导条预开孔与容纳环槽连通。
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