采用铸铜鼠笼提高感应电动机的效率

作     者：J. L. Kirtley Jr.（美） 

出 版 物：《国外大电机》 

年 卷 期：2009年第4期

页      码：27-31页

摘      要：效率是几乎所有电气设备的一个重要属性。现在，随着在许多公开场合强调可持续发展言论的增加，进一步提高工业电动机效率的压力增加了。从几百瓦至几百千瓦的大部分电动机都是采用铸铝导体作为材料的鼠笼设计。在大型电动机和一些特种应用的电动机上，转子鼠笼是用铜条和端环焊接的。用高导电率的铜更换铝导体会提高效率。用铸铜更换铜条焊接鼠笼将提高机器的耐用性并且留出设计自由度以调整机器性能使其适合应用。本文是关于铸铜鼠笼转子电动机工业应用成果的报告。我们的目标一直是利用铜的高导电率使电动机获得更高效率，但还不止如此。在鼠笼上采用铸铜还有其他实质性优势。除了使电动机的效率提高，还减小了转子损耗，也导致转子温度降低，使电动机更耐用。而减少冷却的投入进一一步提高了电动机效率。采用铜转子电动机以批量生产高效率工业和通用整马力电动机的许多障碍已得到解决。在一些国家，对提高设备效率的关注得到鼓励，而在其他国家则较少。对许多电动机制造商而言，采用更贵重的材料不是一种直观的方式，特别当低成本是一个特定客户群的首要关注时。尚待说明以及更全面地评价的是铜鼠笼转子其实可以同时减少电动机的重量和成本。改变转子导体材料也对电动机的整体设计有影响。设计成本和新冲模以及压铸模、熔炼设备等的投资要求共同导致了此项技术应用缓慢。最后，存在通过高压压铸制造铜鼠笼转子的实际问题。与铝相比，铜的熔点高，这导致模具失效快，并导致模具的维修和更换成本更高。CDA（铜开发协会）发起一项研究，以解决模具寿命短的问题。这项研究导致了在高温下操作的镍基合金压铸模系统的发展，被证明大大提高了模具的寿命。这种制造系统及其变种已经被几家主要电动机制造商采用，铜鼠笼转子高效电动机现在很容易在许多市场销售。SEW Eurodrive（德国sEw传动设备公司）是第一个推出了驱动电机符合Effl和EPAct（Energy Policy Act，能源政策法案）效率标准的一条生产线的主要制造商，生产线的一部分采用了铸铜鼠笼转子以避免机座尺寸增加。西门子公司最近宣布，通过有效成本设计获得良好效率的一条依靠铜鼠笼转子的超级NEMA（美国国家电气制造商协会）高级电动机生产线现已在北美地区投运。感应电动机的设计受预期应用的影响。目前存在具体规定某些标准种类的电动机应当遵守的标准，使电动机制造商和供应商知道应期待什么。例如NEMA标准电动机发电机第一部分规定了除电动机的底座、轴高度和直径此外电动机的重要性能，如堵转电流、最小起动转矩和失步转矩、起动电流等。简单地用铜更换一台电动机转子中的铝就会导致这台电动机不符合相关标准。例如，增加转子导电性减小运行滑差和转子损耗，也减小了起动转矩（低转速），并增加起动时的电流。基于这个原因，在研究转子导条形状影响电动机眭能上已经投入大量的努力。而铸铜转子提供了转子导条形状的灵活性，允许调整电动机特性以符合标准和应用要求．

主 题 词：感应电动机 电效率 铸铜 鼠笼 电机设计 铸造技术 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

馆 藏 号：203779633...