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铸铝转子为何会出现瘦条或断条?

2019-12-23 16:40:14     来源:电机技术日参        

【大比特导读】对笼型异步电动机的启动分析可知,直接启动时,启动电流太大;降压启动时,虽然减小了启动电流,但启动转矩也随之减小。根据异步电动机转子串联电阻的人为机械特性可知,在一定范围内增大转子电阻可以增大启动转矩,转子电阻增大还将减小启动电流,因此较大的转子电阻可以改善启动性能。

瘦条或断条是铸铝转子电机中常用到的故障名词,无论是瘦条还是断条,都是相对于转子的导条而言。从理论上分析,一旦转子的冲片槽形、铁长、槽斜度确定,转子导条就以一个很规则的形状被勾勒出来,但是,在实际的生产制造过程中,往往会因种种原因导致最终成型的转子导条发生扭曲变形,甚至出现导条内部有缩孔,严重时发生断开。

由于转子铁芯是由转子冲片叠压而成,叠压过程中通过与转子冲片匹配的槽形棒进行周向定位,完成后取出槽形棒,配合模具进行铸铝,如果槽形棒与槽形配合过于松动,就会导致冲片在叠压过程出现不同程度的周向位移,最终导致转子导条表面出现波浪状,转子铁芯槽口出现锯齿现象,甚至是断条;另外,铸铝过程也是液体铝进入转子槽的固化过程,如果液体铝注入过程中被混入气体而不能较好地排出,就会在导条的某一部位形成气孔,气孔过大时也会导致转子断条。

知识拓展——深槽式及双笼型异步电动机

对笼型异步电动机的启动分析可知,直接启动时,启动电流太大;降压启动时,虽然减小了启动电流,但启动转矩也随之减小。根据异步电动机转子串联电阻的人为机械特性可知,在一定范围内增大转子电阻可以增大启动转矩,转子电阻增大还将减小启动电流,因此较大的转子电阻可以改善启动性能。

但是,电动机正常运行时希望转子电阻小一些,这样可以减小转子铜损耗,提高电动机的效率。怎样才能使笼型异步电动机在启动时具有较大的转子电阻,而在正常运行时转子电阻又自动减小呢?深槽式和双笼型异步电动机就可实现这一目的。

深槽式异步电动机

深槽式异步电动机的转子槽形深而窄,通常槽深与槽宽之比为10~12或以上。当转子导条中流过电流时,与导条底部相交链的漏磁通比槽口部分相交链的漏磁通多得多,因此若将导条看成是由若干个沿槽高划分的小导体并联而成,则越靠近槽底的小导体具有越大的漏电抗,而越接近槽口部分的小导体的漏电抗越小。

当电动机启动时,由于转子电流的频率较高,转子导条的漏电抗较大,因而各小导体中电流的分配将主要决定于漏电抗,漏电抗越大则电流越小。这样在由气隙主磁通所感应的相同电动势的作用下,导条中靠近槽底处的电流密度将很小,越靠近槽口则越大,这种现象称为电流的集肤效应。相当于电流好像被挤到槽口处,因而又称为挤流效应。集肤效应的效果相当于减小了导条的高度和截面,增大了转子电阻,从而满足了启动的要求。

当启动完毕,电动机正常运行时,由于转子电流频率很低,一般为1~3 Hz,转子导条的漏电抗比转子电阻小得多,因而前述各小导体中电流的分配将主要决定于电阻。由于各小导体电阻相等,导条中的电流将均匀分布,集肤效应基本消失,因而转子导条电阻恢复为自身的直流电阻。可见,正常运行时,深槽式异步电动机的转子电阻能自动变小,从而满足了减小转子铜损、提高电动机效率的要求。

双笼型异步电动机

双笼型异步电动机的转子上有两套笼,即上笼和下笼。上笼导条截面积较小,并用黄铜或铝青铜等电阻率较大的材料制成,电阻较大;下笼导条的截面积较大,并用电阻率较小的紫铜制成,电阻较小。双笼型电动机也常用铸铝转子;显然下笼交链的漏磁通要比上笼多得多,因此下笼的漏电抗也比上笼大得多。

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