鼠籠式轉子

鼠籠電動機的轉動部分即鼠籠型轉子包括轉軸、轉子鐵心、轉子支架、轉子繞組和風扇等部件。

轉軸是電動機轉動部分的關鍵部件。它主要傳遞轉矩，承受轉子全部重力和單邊磁拉力，還要承受彎矩、軸向推力和扭振時所產生的交變力矩等。因此，轉軸必須滿足強度、剛度、轉速、振動的基本要求。

鼠籠式轉子鐵心與繞線式轉子鐵心，通常都用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片衝制而成。衝片外徑小於1m的一般採用整圓衝片。通常除小型和微型電動機的衝片外，大中型異步電動機的轉子衝片和直流電動機的電樞衝片都需要絕緣處理。整圓衝片疊裝後兩端用壓圈壓緊並用鍵固定在軸上或支架上。扇形衝片疊裝後通常用螺桿和壓圈固定在支架上。為保證衝片與支架同心，在支架每條筋上用成對斜鍵沿徑向和切向楔緊。

鐵心與軸（或支架）必須可靠地連接，以傳遞扭矩。連接方式由電機的結構決定，有鍵連接、滾花冷壓軸和熱套等。

微特電動機的轉子鐵心通常是將衝片在疊裝工具上疊好後壓緊，然後把滾花軸壓入，靠過盈固牢。過盈量大小按傳遞扭矩的大小確定。

為了加強鐵心冷卻，大中型電機和某些小型電機的轉子鐵心沿軸向分段每段鐵芯長40-60mm，段間設有徑向通風溝，或在衝片軛部衝制軸向通風孔。

籠型轉子繞組與繞線式轉子繞組不同，籠型轉子繞組由導條和端環組成。小型電動機和轉子直徑為600mm以下的中型電動機，導條和端環通常用純度不低於99.5%的工業純鋁鑄成。

大型電動機和部分中型電動機，則用未絕緣的圓形、長方形或其他形狀的純銅、青銅或黃銅導條，有的也可用相同形狀的鋁或鋁合金導條。導條插入槽內後，兩端與端環接成一整體。

對要求啓動轉矩較高、啓動電流較小的電動機（如高轉差率電動機、輥道電動機等），可用電阻率較高的鋁合金；對轉子直徑較大的大中型電動機或有特殊要求的電動機，可用純銅導條；對要求起動性能好的電動機，可用雙籠結構，其上籠用電阻率較高的黃銅或青銅製造。雙籠及深槽轉子因變頻調速技術的發展，有被逐漸淘汰的可能。

鑄鋁轉子結構簡單，製造方便，大多同時鑄出風葉和平衡柱。對有徑向通風溝的鑄鋁轉子，在通風溝段常裝有通風溝管，以防止鑄鋁時在通風溝處漏鋁。

焊接的籠型繞組除承受熱應力、電磁力和離心力外，還承受電機加速或制動時所產生的切向應力在導條伸出槽口部分產生的彎矩。籠型繞組各部分發熱不均勻所引起的熱應力是導條肯產生裂紋甚至斷裂。電磁力的作用將引起導條在槽內振動而引起疲勞破壞。

電動機的風扇是用以散熱的裝置。 ^[1] 

轉子鑄鋁方法及其工藝特點：常見的鑄鋁方法有壓力鑄鋁、離心鑄鋁和低壓鑄鋁三種。下面分別介紹各自的特點。

壓力鑄侶具有生產效率高、可一模多件等優點，易於實現機械化、自動化。常用設備是立式或卧式壓鑄機及其熔化系統。壓力鑄鋁的工藝特點為：

（1）壓鑄機活塞產生高壓 將熔化的鋁水高速充填到壓鑄模型腔和轉子槽中，並在壓力下快速凝固成型；

（2）鋁水壓射速度高，充型速度可達10-25 m / s；

（3）一般情況下，轉子鐵心和模具均可不預熱；

（4）與離心鑄鋁相比較，鑄鋁轉子質量穩定，一次合格率可達99%以上；

（5）澆鋁時鋁水温度比離心鑄鋁低，一 般700℃左右；

（6）以一定的壓力合模，能保證鋁水充滿型腔，壓出的製件質地較緊密。

離心鑄鋁生產特點是設備比較簡單，但在澆鑄過程中手工操作多，勞動強度大。所需設備為離心鑄鋁機、 熔鋁爐和預熱爐。其工藝特點為：

（1）利用工件轉動時產生的離心力，將鋁 水充滿槽形和模腔，待冷卻凝固後形成鑄件；

（2）離心鑄鋁能在金屬結晶過程中加強補縮並使結晶細化，還有助於排去鋁液中的氣體和非金屬雜質；

（3）轉子鐵心要預熱，在槽形內壁可形成氧化層，則可減少電機的雜散損耗，一般預熱温度為350~450℃；

（4）影響鑄鋁轉子質量的工藝因素較多，特別要注意掌握好鋁水、模具、鐵心的温度和離心機轉速、澆注速度；

（5）鋁液澆注温度比壓鑄高，可達800℃士10℃；

（6）對50~100毫米直徑的鐵心，轉速可取1000~1450轉/分，

（7）組織疏散，電氣性能較其它方法差。

低壓鑄鋁生產特點是設備簡單，製造方便，投資少，較易實現機械化和 自動化。但生產效率低於壓鑄法。所需設備為低壓鑄鋁機、保温爐、熔化爐。其工藝特點為：

（1）熔化鋁液靠外界乾燥空氣推動，沿升液管自下向上，平穩進入型腔，並在壓力下結晶凝固；

（2）具有壓力充型和壓 力結晶的優點；

（3）轉子鐵心和模具必須進行預熱；

（4）鋁水可迴流於增渦內繼續使用，鋁水利用率一般可達90多以上；

（5）澆注、充型速度平穩，易於控制，易消除氣孔、針孔弊病。

結構特點：成型裸銅導體或導體經絕緣塗復作為籠條嵌壓入轉子鐵心槽及銅端環槽中，兩端與銅端環焊接一體，再壓入轉軸，構成銅條鼠籠轉子材料，導體用紫銅帶 (圓形，矩形，楔形等)； 端環用硬黃銅板等。

工藝特點：用T-Y硬銅帶剪條料,衝切斷成銅導體;用冷軋硬黃銅板經衝製成圓形的鐵心端環並對應於轉子鐵心槽進行銑槽。銅條嵌入鐵心槽後與兩端環採用釺焊(如銀焊)連接。採用的釺焊分為常用的氧一乙炔焰釺焊，氣體加熱釺焊和感應加熱釺焊。 ^[2] 

由於鼠籠式轉子結構無法形成開路狀態，所以在轉子迴路中無法串入電阻，只能從定子迴路入手採取措施改善電動機的啓動性能。

（1）定子迴路串電阻或電抗器啓動

是在電動機定子迴路中串入電阻或電抗器，分擔部分電壓，降低電動機定子繞組兩端電壓，從而降低電動機的啓動電流。

（2）星--角啓動

適用於定子繞組三角接法電動機，啓動時將定子繞組星接，啓動完畢改為角接。該方法使電動機啓動過程中電動機定子繞組兩端電壓降低為額定運行時電壓的

，從而降低電動機的啓動電流。

（3）自耦變壓器降壓啓動

自耦變壓器實為降壓變壓器，將自耦變壓器一次繞組接電源，二次繞組接電動機定子繞組兩端，降低電動機定子繞組兩端電壓，從而降低電動機的啓動電流。

（4）鼠籠式電機啓動方式下電動機的輸出轉矩

以上所述傳統的鼠籠式轉子三相異步電動機啓動方式均屬於降壓啓動範疇，即通過降低電動機定子繞組兩端電壓來達到降低啓動電流的目的。由於三相異步電動機電磁轉矩與電動機定子繞組兩端電壓的平方成正比例的關係，上述方法在達到降低電動機啓動電流的目的同時，損失了大部分的輸出轉矩。所以該方法具有侷限性，只適用於空載啓動或輕載啓動。 ^[3]