一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法及测温装置

本发明涉及鼠笼式电机转子模卡，特别是涉及一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法及测温装置。

背景技术：

1、随着中国铁路跨越式大发展，异步交流牵引电机已经成为铁路货运和快速客运列车最具前途的发展方向之一。由于异步交流牵引电机设计结构简单，生产制造成本低廉，使得其成为轨道交通的佼佼者。轨道交通用异步交流牵引电机，尤其是轨道交通铁路货运和客运异步交流牵引电机，其结构主要由定子铁芯线圈和鼠笼式转子组成，而鼠笼式转子由转子铁芯导条和端环组成，导条插入一定深度的齿槽式端环内(通常槽深3.5mm～6mm)，通过整体式中频感应线圈加热钎焊连接而成。鼠笼式转子铁芯带导条与端环池槽式结构整体中频感应钎焊的主要优点：转子端环与导条间隙装配，结构简单，生产效率高。其缺点是整体式中频感应加热线圈的温度不均匀性会导致端环-导条钎焊接头受热不均匀，个别导条钎焊爬坡不力，钎焊后应力分布不均匀，有出现转子模卡钎焊接头拉伸试验时自钎缝拉脱或产品转子运行过程中导条自热影响区断裂失效的风险。

2、为了评估转子端环与导条钎焊接头的钎焊质量，在新产品试制前需要制作转子端环导条模卡，采用线切割将端环-导条钎焊接头组件分割，在进行拉伸力学性能测试，记录最大力和拉伸断裂位置，以验证钎焊工艺的合理性与可靠性。影响转子模卡评定的主要因素是钎焊最高保温段的温度、保温时间和端环受热的均布性，最高保温段的钎焊温度确定主要由钎焊填充材料液相线决定，保温时间根据理论和经验确定不存在技术偏差，而端环受热的均布性主要受整体加热式中频感应器质量控制，钎料在导条根部爬坡的能力受转子端环和端环环形槽底部热传导给导条根部附近的导条温度影响。实际钎焊温度偏低，尤其是待钎焊端环槽底与其接触的导条根部附近温度偏低，会出现转子模卡端环-导条接头拉伸时导条自钎缝拉脱，也会出现因个别端环-导条接头应力集中导致的在线运行转子导条自热影响区断裂失效，这给列车运行安全带来极大的安全隐患，这是不希望出现的现象。实际转子产品钎焊过程中，因端环局部受热不均进而导致的个别导条受热偏低带来钎料不爬坡的现象偶有发生。端环局部受热不均大概率是整体式感应加热器聚磁不均造成的，为此，有效检验感应加热器的质量是至关重要的。

3、目前转子模卡与产品转子钎焊的温度采集均用中频感应加热器自身配套的单个红外测温探头，红外测温斑点打在端环外圆面槽底偏下位置，但是红外测温斑点测温受待测转子端环表面粗糙度、高温氧化物、钎料流挂、钎剂流散、周围环境光线等影响，端环反射率差异较大，相应的温度波动也较大，不能反映端环内部实际温度，找不到端环表面温度与内部实际温度之间的偏差值，往往出现钎料爬坡不力，导致模卡端环-导条接头拉伸时导条自钎缝拉脱。而要实现真正的钎焊，要求待钎焊的端环与导条均达到钎料熔点以上50℃～80℃，导条根部温度主要是通过端环槽底热传导而获得，往往出现的情况是导条达不到该温度而造成的，存在一定的技术缺陷，不能满足产品钎焊质量要求。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有的转子模卡测温受端环表面状态影响较大，不能监测端环整体受热情况与圆周方向温度均布性，尤其不能反映端环内部中心实际温度，也不能鉴定感应加热器加热的均匀性的问题，提供了一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法及测温装置。

2、一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，通过中频感应加热器的红外测温斑点测量端环的表面温度，同时在端环和导条合理位置开设有多个钻孔，多个所述钻孔内均设置有用于检测端环或导条内部温度的测温探头；

3、根据所述测温探头所测得的内部温度分析评估端环的温度均布性和测算测温探头和红外测温斑点测量的温度差值，并以此确定转子钎焊的最高工艺温度。

4、作为优选实例，端环的外圆面上沿圆周方向开设有至少四个所述钻孔，所述钻孔在端环的厚度方向上设置有1～3层。

5、作为优选实例，最靠近端环槽底的所述钻孔的中心与端环槽底之间的距离大于所述测温探头的半径1～2mm。

6、作为优选实例，多层所述钻孔沿端环厚度方向设置在同一直线上，其中一个最靠近端环槽底的所述钻孔位于红外测温斑点附近。

7、作为优选实例，导条上的所述钻孔与端环上的所述钻孔一一对应设置。

8、作为优选实例，导条上的所述钻孔距离钎焊端部的距离为5～15mm。

9、作为优选实例，端环上的所述钻孔的深度为端环宽度的二分之一，导条上的所述钻孔的深度为导条宽度的二分之一。

10、作为优选实例，所述钻孔的轴线在水平方向朝上倾斜设置。

11、作为优选实例，电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法包括以下步骤：

12、步骤s1、测温前准备：安装中频感应加热器、端环和导条，并调整好位置；

13、步骤s2、开始测温：开启中频感应加热器，并接通多通道数显测温仪用于显示多个测温探头所测得的温度；

14、步骤s3、设定温度监测时机：当中频感应加热器加热到工艺最高温度保温20～40s后，每隔15～30s记录一次数据，记录次数至少3次；

15、步骤s4、数据分析与评估：中频感应加热器自动停止加热后分析记录的数据，评估端环圆周方向的温度均布性、端环厚度方向的温度梯度、导条温度，测算中频感应加热器自带红外测温探头与测温探头的差异，从而确定产品工艺的高温保温温度。

16、本申请还提供了一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温装置，其应用了如上所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其包括中频感应加热器，所述测温装置还包括：

17、支撑平台，其用于支撑所述中频感应加热器的聚磁硅钢片和加热圈铜管；

18、云母板，其放置在所述中频感应加热器的聚磁硅钢片和加热圈铜管上，所述云母板用于支撑待测温的端环和导条并进行电气绝缘；

19、多个测温探头，其多点分布在端环和导条上，多个所述测温探头用于检测端环和导条加热时的内部实际温度；

20、数显温度仪，其用于显示测温探头所测得的内部实际温度。

21、本发明的有益效果在于：

22、1、本发明在原有设备自带的红外测温探头采集端环温度外，增加多通道数显温度仪。通过不同布置方式的铠甲接触式测温探头，多点采集端环和导条加热时的内部实际温度。从而能够有效检测端环内部温度和端环受热均布性，找出端环内部温度与导条根部温度与红外测温检测的表面温度之间的差异，为产品转子钎焊最高工艺温度制定提供依据，规避转子模卡端环-导条钎焊接头的导条自钎缝拉脱的风险，保证转子模卡端环-导条钎焊接头的拉伸性能，进而保证转子产品质量的一致性和可靠性。

23、2、采用整体式中频感应加热器加热端环，其中频感应加热器入厂验收只进行外观检测，不进行实际加热均布性检测。本发明通过测温探头测得的端环与导条内部温度和中频感应加热器自带红外测温探头测得的表面温度平均差值，鉴定中频感应加热器本身的加热均布性，便于中频感应加热器入厂验收。

技术特征：

1.一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，通过中频感应加热器(11)的红外测温斑点测量端环(2)的表面温度，其特征在于，同时在端环(2)和导条(1)合理位置开设有多个钻孔，多个所述钻孔内均设置有用于检测端环(2)或导条(1)内部温度的测温探头(8)；

2.根据权利要求1所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，端环(2)的外圆面上沿圆周方向开设有至少四个所述钻孔，所述钻孔在端环(2)的厚度方向上设置有1～3层。

3.根据权利要求2所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，最靠近端环(2)槽底的所述钻孔的中心与端环(2)槽底之间的距离大于所述测温探头(8)的半径1～2mm。

4.根据权利要求2所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，多层所述钻孔沿端环(2)厚度方向设置在同一直线上，其中一个最靠近端环(2)槽底的所述钻孔位于红外测温斑点(4)附近。

5.根据权利要求3所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，导条(1)上的所述钻孔与端环(2)上的所述钻孔一一对应设置。

6.根据权利要求1所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，导条(1)上的所述钻孔距离钎焊端部的距离为5～15mm。

7.根据权利要求1所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，端环(2)上的所述钻孔的深度为端环(2)宽度的二分之一，导条(1)上的所述钻孔的深度为导条(1)宽度的二分之一。

8.根据权利要求1所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，所述钻孔的轴线在水平方向朝上倾斜设置。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法，其特征在于，所述测温方法包括以下步骤：

10.一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温装置，其应用了如权利要求1至9中任意一项所述的电机转子模卡钎焊端环(2)与导条(1)的测温方法，其包括中频感应加热器(11)，其特征在于，所述测温装置还包括：

技术总结
本发明涉及一种电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法及测温装置。电机转子模卡钎焊端环与导条的测温方法包括通过中频感应加热器的红外测温斑点测量端环的表面温度，同时在端环和导条合理位置开设有多个钻孔，多个所述钻孔内均设置有用于检测端环或导条内部温度的测温探头；根据所述测温探头所测得的内部温度分析评估端环的温度均布性和测算测温探头和红外测温斑点测量的温度差值。本发明通过不同布置方式的铠甲接触式测温探头，多点采集端环和导条加热时的内部实际温度。从而能够有效检测端环内部温度和端环受热均布性，找出端环内部温度与导条根部温度与红外测温检测的表面温度之间的差异，为产品转子钎焊最高工艺温度制定提供依据。

技术研发人员：谢诗妍,葛亚琼,杨阿楠,畅泽欣
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29