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鋁轉(zhuǎn)子質(zhì)量的好壞直接影響異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運(yùn)行性能。在生產(chǎn)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，不僅要分析轉(zhuǎn)子的鑄造缺陷，且要了解鑄鋁轉(zhuǎn)子質(zhì)量對(duì)電機(jī)的效率、功率因數(shù)以及起動(dòng)、運(yùn)行等性能的影響。

一、鑄鋁方法與轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)系

常見的鑄鋁轉(zhuǎn)子比鑄銅轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的附加損耗大，同時(shí)采用的鑄鋁方法不同，附加損耗也不同，常見的鑄鋁方式有低壓鑄鋁、離心鑄鋁、壓力鑄鋁三種，在這三種鑄鋁方式中壓力鑄鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)的附加損耗最大，這是因?yàn)閴鸿T時(shí)強(qiáng)大的壓力使籠條和鐵心接觸得十分緊密，其至鋁液擠入了疊片之間，橫向電流增大，使電機(jī)的附加損耗大為增加。此外，壓鑄時(shí)由于充型加壓速度快，壓力大，鑄鋁模內(nèi)的空氣不能完全排除，使得大量氣體呈“針孔”狀密布于轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)、風(fēng)葉等處，致使鑄鋁轉(zhuǎn)子的填充率無(wú)法達(dá)到100%，同時(shí)對(duì)比離心鑄鋁平均電阻增加，使電機(jī)的附加損耗增大。離心鑄鋁轉(zhuǎn)子雖然受各種因素影響，容易產(chǎn)生缺陷，但電機(jī)的附加損耗小。低壓鑄鋁時(shí)鋁液直接來(lái)自坩堝內(nèi)部，并采用較“緩慢”的低壓澆注，排氣較好；導(dǎo)條凝固時(shí)由上、下端環(huán)補(bǔ)充鋁液，因此低壓鑄鋁轉(zhuǎn)子質(zhì)量?jī)?yōu)良。通過(guò)一些電機(jī)廠的驗(yàn)證對(duì)比及結(jié)合制作工藝，三種鑄鋁方式中電氣性能以低壓鑄鋁轉(zhuǎn)子最好，離心鑄鋁次之，壓力鑄鋁最差。

二、轉(zhuǎn)子質(zhì)量對(duì)電機(jī)性能的影響

轉(zhuǎn)子鑄鋁的質(zhì)量直接影響著電機(jī)的電氣性能，所以常見的一些鑄鋁問(wèn)題對(duì)電機(jī)的電機(jī)性能的影響如下：

1．轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠  

轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子鐵心凈長(zhǎng)減小，使轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子軛部截面積減小，則磁通密度增大。對(duì)電機(jī)性能的影響是：勵(lì)磁電流增大，功率因數(shù)降低；電機(jī)定子電流增大，定子銅損增大，效率降低；溫升高。

轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠的原因有：

1.1轉(zhuǎn)子沖片毛刺過(guò)大。

1.2硅鋼片厚度不勻。

1.3轉(zhuǎn)子沖片有銹或不干凈。

1.4壓裝時(shí)壓力小，鋁充型到?jīng)_片間

1.5鑄鋁轉(zhuǎn)子鐵心預(yù)熱溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鐵心燒損嚴(yán)重，使鐵心凈長(zhǎng)減小。

上述1.1~1.4原因，都會(huì)使壓裝系數(shù)降低，同時(shí)壓裝時(shí)要控制長(zhǎng)度，致使減片太多，所以導(dǎo)致重量不夠。

2．轉(zhuǎn)子錯(cuò)片、槽斜線不直

轉(zhuǎn)子錯(cuò)片、槽斜線不直，將使轉(zhuǎn)子槽口減小，轉(zhuǎn)子槽漏抗增大；導(dǎo)條截面積減小，導(dǎo)條電阻增大。并對(duì)電機(jī)性能產(chǎn)生如下影響；最大轉(zhuǎn)矩降低；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低；滿載時(shí)的電抗電流增大，功率因數(shù)降低；定子、轉(zhuǎn)子電流增大，定子銅損增大，轉(zhuǎn)子損耗增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。產(chǎn)生轉(zhuǎn)子錯(cuò)片的原因有：

2.1轉(zhuǎn)子鐵心壓裝時(shí)沒(méi)有用槽樣棒定位，槽壁不整齊。

2.2假軸上的斜鍵和沖片上鍵槽間的配合間隙過(guò)大。

2.3壓裝時(shí)的壓力小，預(yù)熱后沖片毛刺及油污被燒去，使轉(zhuǎn)子片松動(dòng)。

2.4轉(zhuǎn)子預(yù)熱后在地上亂扔亂滾，轉(zhuǎn)子沖片產(chǎn)生角位移。

3．轉(zhuǎn)子斜槽寬大于或小于允許值

轉(zhuǎn)子斜槽寬大于或小于允許值對(duì)電機(jī)性能的影響是：

（1）斜槽寬大于允許值時(shí)，轉(zhuǎn)子斜槽漏抗增大，電機(jī)總漏抗增大；導(dǎo)條長(zhǎng)度增加，導(dǎo)條電阻增大，對(duì)電機(jī)性能影響：最大轉(zhuǎn)矩降低；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低；滿載時(shí)的電抗電流增大，功率因數(shù)降低；定子、轉(zhuǎn)子電流增大，定子銅損增大，轉(zhuǎn)子損耗增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。。

（2）斜槽寬小于允許值時(shí)，轉(zhuǎn)子斜槽漏抗減小，電機(jī)總漏抗減小，起動(dòng)電流大（因?yàn)槠饎?dòng)電流與漏抗成反比）。此外，電機(jī)的噪聲和振動(dòng)大。   

斜槽寬大于或小于允許值的原因，主要是轉(zhuǎn)子鐵心壓裝時(shí)沒(méi)有采用假軸上的斜鍵定位，或假軸設(shè)計(jì)時(shí)斜鍵的斜度尺寸超差。

4．轉(zhuǎn)子斷條

轉(zhuǎn)子斷條對(duì)電機(jī)性能的影響是：如果轉(zhuǎn)子斷條，則轉(zhuǎn)子電阻很大，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很?。晦D(zhuǎn)子電阻增大，轉(zhuǎn)子損耗增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。產(chǎn)生斷條的原因是：

4.1轉(zhuǎn)子鐵心壓裝過(guò)緊，鑄鋁后轉(zhuǎn)子鐵心脹開，有過(guò)大的拉力加在鋁條上，將鋁條拉斷。

4.2鑄鋁后脫模過(guò)早，鋁液未凝固好，鋁條由于鐵心脹力而斷裂。

4.3鑄鋁前，轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)有夾雜物。

4.4單沖時(shí)轉(zhuǎn)子沖片個(gè)別槽孔漏沖。

4.5鋁條中有氣孔，或清渣不好，鋁液中有夾雜物。

4.6澆注時(shí)中間停頓。因?yàn)殇X液極易氧化，先后澆入的鋁液因氧化而結(jié)合不到一起，出現(xiàn)“冷隔”。

5．轉(zhuǎn)子細(xì)條

轉(zhuǎn)子細(xì)條，轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。產(chǎn)生細(xì)條的原因是：

5.1離心機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，離心力太大，使槽底部導(dǎo)條沒(méi)有鑄滿（拋空）。

5.2轉(zhuǎn)子槽孔過(guò)小，鋁液流動(dòng)困難，同時(shí)鐵心預(yù)熱溫度不合理。

5.3轉(zhuǎn)子錯(cuò)片，槽斜線不成一直線，阻礙鋁液流動(dòng)。

5.4鐵心預(yù)熱溫度低，鋁液澆入后流動(dòng)性變差。

6、氣孔

氣孔對(duì)電機(jī)性能的影響會(huì)使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。產(chǎn)生氣孔的原因是：

6.1鋁液清化處理不好，鋁液中含氣嚴(yán)重，澆注速度太快或排氣槽過(guò)小時(shí)，模型中氣體來(lái)不及排出，壓力鑄鋁比較明顯。

6.2鐵心預(yù)熱溫度過(guò)低，油漬沒(méi)有燒盡即進(jìn)行鑄鋁，油漬揮發(fā)在工作中形成氣孔。

6.3在低壓鑄鋁時(shí)，如果升液管漏氣嚴(yán)重，則通入坩堝的壓縮空氣會(huì)進(jìn)入升液管，與鋁液一齊跑入轉(zhuǎn)子里去而形成氣孔。

7、澆不滿

澆不滿，也將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。澆不滿的原因主要有：

7.1鋁液溫度過(guò)低，流動(dòng)性差。

7.2鐵心、模具預(yù)熱溫度過(guò)低，鋁液澆入后迅速降溫，流動(dòng)性變差。

7.3離心機(jī)轉(zhuǎn)速太低，離心力過(guò)小，鋁液充填不上去。

7.4澆入鋁液量不夠。

7.5鑄鋁模內(nèi)澆口截面積過(guò)小，鋁液過(guò)早凝固，堵住鋁液通道。

8、縮孔

縮孔將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大，出現(xiàn)縮孔的原因主要有：

8.1鋁液、模具、鐵心的溫度搭配不適當(dāng)，達(dá)不到順序凝固和合理補(bǔ)縮的目的。如果上模預(yù)熱溫度過(guò)低，鐵心預(yù)熱溫度上、下端不均勻，使?jié)部谔庝X液先凝固，上端環(huán)鋁液凝固時(shí)得不到鋁液補(bǔ)充，造成上端環(huán)縮孔。因?yàn)榭s孔總是產(chǎn)生在鋁液最后凝固的地方。

8.2模具結(jié)構(gòu)不合理。例如，內(nèi)澆口截面積過(guò)小或分流器過(guò)高，使鋁液在內(nèi)澆口處通道增長(zhǎng)，內(nèi)澆口處鋁液先凝固，造成補(bǔ)縮不良，會(huì)使上端環(huán)出現(xiàn)縮孔。又如，模具密封不好或安裝不當(dāng)造成漏鋁液，則使得澆口處鋁液量過(guò)少，無(wú)法起到補(bǔ)縮作用，也容易造成縮孔。

9、裂紋

鑄鋁轉(zhuǎn)子裂紋，對(duì)于轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生影響，不利于轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大，同時(shí)主要是由于轉(zhuǎn)子冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力超過(guò)了鋁導(dǎo)條當(dāng)時(shí)（指產(chǎn)生裂紋的瞬間）的材料極限強(qiáng)度而產(chǎn)生的。鑄鋁轉(zhuǎn)子的裂紋大多是徑向的。裂紋有熱裂紋和冷裂紋之分：熱裂紋是結(jié)晶過(guò)程中高溫下產(chǎn)生的；冷裂紋是已凝固的鋁在進(jìn)一步冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的。產(chǎn)生裂紋的主要原因有：

9.1工業(yè)純鋁中雜質(zhì)含量不合理。工業(yè)純鋁中常有雜質(zhì)是鐵和硅，大量實(shí)驗(yàn)分析證實(shí)，硅、鐵雜質(zhì)含量比對(duì)裂紋的影響很大，即硅、鐵比在1.5～10之間時(shí)容易出現(xiàn)裂紋。

9.2鋁液溫度過(guò)高（超過(guò)800℃）時(shí)鋁的晶粒變粗，延伸率降低，受不住在冷凝過(guò)程中產(chǎn)生的收縮力而形成裂紋。

9.3轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸設(shè)計(jì)不合理（厚度和寬度之比小于0.4）。

9.4風(fēng)葉、平衡柱和端環(huán)連接處圓角過(guò)小，因鑄造應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。

10、鋁電導(dǎo)率不良

鋁的純度不夠時(shí)電導(dǎo)率降低，使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。電導(dǎo)率低主要原因：鋁的質(zhì)量不好或回爐廢鋁用量過(guò)多；但如果使用過(guò)高純度的鋁錠，則轉(zhuǎn)子電阻減小，電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩低（因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩近似與起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻成正比）。所以必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋁錠的選擇使用。