用于制造鼠笼式转子的方法以及采用该方法制造的转子的制作方法

文档序号:9690377阅读:447来源:国知局
用于制造鼠笼式转子的方法以及采用该方法制造的转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造感应电机的鼠笼式转子的方法以及根据所附转子权利要求的前序部分的用于感应电机的鼠笼式转子。
[0002]本发明涉及一种用于感应电机、即异步电机的转子,所述感应电机可作为马达和/或发电机工作。本发明并不局限于这种电机的任何特定用途,但是在下文中将主要讨论这种电机在有轨车辆中用于产生牵引力的用途,以便解释但不以任何方式限制本发明以及由此所实现的目的。
【背景技术】
[0003]感应电机的鼠笼式转子具有呈转子棒形式的多个转子导体,所述转子棒在由转子形成的大致圆柱体的每个端部处彼此连接并且延伸通过由钢板材堆形成的转子体。通过使用这种叠片组件来构建转子体,由于在具有这种相互电绝缘的板材的转子体中涡流损失显著减少,因此电机的效率相较于铸造转子体得到提高。
[0004]然而,本发明涉及转子体的压铸,这里压铸指的是,在压铸所述转子体的同时,与开口对齐以形成转子槽的所述板材堆会使所述转子槽被诸如铝的导电材料填充以形成所述转子导体。通过压铸形成所述转子导体不仅花费少,而且相较于将导电材料棒引入到所述板材堆中的所述开口的替代方案导致转子的运行更为有效。
[0005]通过EP 0 438 442 B1已知前述内容所提及的类型的方法和转子。在该文献中示出了在用于转子导体的每个转子槽外的另一槽如何形成在转子体的周边表面中并且平行于所述转子槽延伸,同时形成使转子体的周边的钢板材部分隔开的气隙。这种气隙用于决定电机的性能并且提高电机的过载容量。板材材料制成的桥使转子导体和所述气隙分隔开并且用于使得能够压铸所述转子导体同时使铸造材料保持在用于此的板材开口内。然而,本发明人意识到这种桥降低了电机的过载容量,尤其是在高转数时。高的漏流随后经过所述桥,当该桥饱和时,这种漏流的一部分还会经过气隙。

【发明内容】

[0006]本发明目的在于提供用于制造感应电机的鼠笼式转子的方法和这种转子,所述方法和转子相对于已知的这种方法和转子至少在某些方面有所改进。
[0007]根据本发明,通过提供包含所附权利要求1的步骤的方法实现相对于所述方法的目的。
[0008]通过在形成所述堆的多个钢板材的每一个中形成所述两个周向分隔开的切口并且将所述板材堆的材料周边地移除到所述深度加工转子体,形成所述气隙(所述气隙形成从转子体的周边一直延伸至相应的转子导体的槽)并且仍可以压铸转子导体同时将铸造材料保持在槽内。
[0009]因此,转子体会是“无桥”转子体,这导致设置有这种转子的感应电机的过载容量提高,这是因为相对于具有所述桥的转子,总漏流会显著降低(这是因为漏流相较于经过空气更容易经过桥)。由于用于形成转子叠片的钢板材和定子从同一电工钢制成的板材同轴地冲压,因此通常无论如何都会在所述压铸工序之后进行转子体的所述加工,使得材料从转子移除以在所述电机中于转子和定子之间获得间隙。
[0010]根据本发明的实施例,在所述压铸步骤中,使用铝作为铸造复合物。使用铝作为所述转子导电材料的有利特性在于铝的低密度和高导电率。
[0011]根据本发明的另一实施例,通过车削进行转子体的所述加工。
[0012]通过提供前述内容所限定的类型的转子实现本发明相对于转子的目的,其中,每个另一槽径向延伸至相应的转子导体,以便使所述气隙延伸至这个位置。转子的这种设计的优点从上述对通过进行根据本发明的方法而获得的结果的讨论中得以体现。根据本发明的实施例,所述铸造转子导体由铝制成。
[0013]根据本发明的另一实施例,转子被构造为有轨车辆的电机的一部分,所述电机被构造为产生所述车辆的牵引力。这种转子由于重量和过载容量,很好地适于在用于驱动有轨车辆的电机中使用。
[0014]本发明还涉及一种包括定子和根据本发明的转子的感应电机以及一种包括定子和根据本发明的转子的有轨车辆的电机。根据本发明的实施例,这种电机被构造为具有50kff至800kW的最大额定功率,从而使其适于在有轨车辆中使用。
[0015]本发明还涉及一种具有用于产生车辆牵引力的驱动配置的有轨车辆,该有轨车辆包括至少一个具有定子和根据本发明的转子的电机。因此,这种有轨车辆通常会具有大量的所述电机,例如4至40个,其中,地铁典型地可具有约30个这样的电机以驱动车辆的不同轮轴。
[0016]本发明的其他的优点以及有利技术特征将通过以下描述更为清晰。
【附图说明】
[0017]参考附图,下面是对用于制造转子和已知转子的方法的简要说明,以及对作为实例给出的本发明的实施例的具体说明,附图中:
[0018]图1是示出了本发明所指类型的感应电机的总体构造的横截面图,
[0019]图2是用于感应电机的已知鼠笼式转子的钢板材的视图,
[0020]图3是在压铸转子导体步骤之后,由多个根据图2的钢板材形成的堆的周边部分的放大的简化视图,
[0021]图4是根据图3的、示出了在进行加工步骤之后转子的所述部分的外观的视图,以及
[0022]图5至7是对应于图3和4的、示出了根据本发明的用于制造感应电机的鼠笼式转子的方法以及这种转子的视图。
【具体实施方式】
[0023]对感应电机和感应电机的已知鼠笼式转子的总体构造的简要说明
[0024]图1示意性地示出了待布置在有轨车辆2中的有轨车辆的感应电机1。在牵引模式期间电机将电能转换成机械能同时作为马达工作,而在制动模式期间电机将机械能转换成电能同时作为发电机工作。来自车辆的同一机动转向架的两个这种电机可以并联到一个电变流器,该电变流器将交流电压传递至电机的定子4的绕组3。电机具有通过容置于轴承7、8中的轴6可转动地安装在定子4内的转子5。转子5是所谓的鼠笼式转子,该鼠笼式转子具有转子体,该转子体由具有图2所示的外观的钢板材堆形成。这种钢板材典型地具有约0.5mm的厚度,并且400到600个这种板材典型地相互堆叠以形成具有200到300mm的高度的组件。图中示出了每个这种板材10如何设置有围绕所述板材均匀分布并且与板材的周边分隔开的多个开口 11。图3更清楚地示出了另一开口 12,所述另一开口通过桥13与每个开口 11分隔开。
[0025]一旦形成所述堆,通过对齐所述开口 11而形成的转子槽14在压铸步骤中被铸造复合物、例如铝填充,同时形成转子导体15,所述转子导体在转子体的每个轴向端部处被导电环16、17短路。
[0026]图4示出了材料是如何从转子体周边地移除以在所述电机中于定子和转子之间形成气隙,因为是在从同一电工钢制成的板材轴向冲压板材的同时制造定子和转子的。这一加工步骤导致从每个转子导体径向外的所述另一开口 12
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