本發明涉及電磁裝置
技術領域：
，尤其涉及一種帶有斜槽結構的四段鐵芯鑄鋁轉子、定子、電機。
背景技術：
：感應電機的附加損耗主要由氣隙諧波磁通產生。這些諧波磁通在定、轉子鐵心中產生高頻損耗(表面損耗和齒部脈振損耗)，在籠型轉子中產生高頻電流損耗，其中以定轉子齒諧波磁通的作用最為顯著。當定轉子槽數相等時，轉子相鄰導條中由定子齒諧波磁通感生的電勢大小相等，相位相同，因而在它們之間不會產生電流，這表明在等槽配合時，定子齒諧波磁通不會在轉子中產生高頻電流損耗。同時轉子齒頂的寬度等于定子齒諧波的波長，因此轉子齒中由定子齒諧波磁通引起的脈振最小，脈振損耗也最小。選擇感應電機槽配合時，從減少附加損耗的角度出發，定、轉子槽數應盡量接近，從上述說明可以看出定、轉子槽數相同時，附加損耗的值最小，但是等槽配合是電機設計中的禁忌，因為這會在轉速為零時引起同步附加轉矩，使電機無法起動。感應電機的滿載附加損耗高達2％～6％，對電機效率影響很大，若能解決等槽配合時的起動問題，采用等槽配合，則可大大降低電機滿載附加損耗，提高電機的效率。技術實現要素：本發明針對現有技術的不足，提供一種有效削弱齒諧波、降低同步附加轉矩、減少電機的附加損耗的帶有斜槽結構的四段鐵芯鑄鋁轉子、定子、電機。本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種帶有斜槽結構的四段鐵芯鑄鋁轉子，所述轉子的槽數與定子的槽數相同；所述轉子包括轉子鐵芯、轉軸、導條；所述轉軸上套裝有所述轉子鐵芯；所述鐵芯的槽體呈扭斜狀，所述導條澆鑄在所述鐵芯的槽體中；所述鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯、第三鐵芯；分為位于兩端的第一鐵芯、第四鐵芯；所述第一鐵芯與所述第二鐵芯、所述第三鐵芯與所述第四鐵芯中位置相對的兩個槽體反向扭斜呈人字形；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯之間設置有中間環；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對的兩個槽體錯位反向扭斜；所述槽體的底部呈分叉結構。優選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對的兩個槽體錯開角度為為半個轉子槽距角。一種與上述的轉子相配合的定子，轉子安裝于所述定子內；所述定子和轉子槽數相等；所述定子的齒部設有弧形凹槽。一種電機，包括機殼、定子、鑄鋁轉子、轉軸；所述定子設置在所述機殼的內部空腔中，所述鑄鋁轉子內置在所述定子中并固定安裝在所述轉軸上；所述轉軸貫穿所述外殼，與所述外殼轉動連接；所述轉子的槽數與定子的槽數相同；所述定子的齒部設有弧形凹槽；所述轉子包括轉子鐵芯、轉軸、導條；所述轉軸上套裝有所述轉子鐵芯；所述鐵芯的槽體呈扭斜狀，所述導條澆鑄在所述鐵芯的槽體中；其特征在于：所述鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯、第三鐵芯；分為位于兩端的第一鐵芯、第四鐵芯；所述第一鐵芯與所述第二鐵芯、所述第三鐵芯與所述第四鐵芯中位置相對的兩個槽體反向扭斜呈人字形；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯之間設置有中間環；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對的兩個槽體錯位反向扭斜；所述鐵芯槽體的底部呈分叉結構。優選地：所述中間環的材質包括鋁。優選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對的兩個槽體錯開的角度為半個轉子槽距所占角度。優選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對的兩個槽體錯開角度為半個轉子槽距角。優選地：所述轉子的斜槽距為半個定子槽距。本發明的優點在于：采用底部呈分叉結構的斜槽轉子，并配合多個“人”字形轉子串聯則可形成類“波浪”形轉子，使徑向力波沿電機長度方向的軸線發生相位移，沿軸向平均徑向力降低，有效削弱齒諧波降低同步附加轉矩，解決了等槽配合的起動問題；定、轉子等槽配合，電機的附加損耗最小，效率得到提高。附圖說明圖1為本發明中轉子的側面結構示意圖。圖2為本發明中定子的端面結構示意圖。圖3為本發明中轉子在端面結構示意圖。圖4為本發明中一個定子齒距內電機起動轉矩的變化情況圖。圖5為本發明中中間環的結構示意圖。具體實施方式為進一步描述本發明，下面結合實施例對其作進一步說明。實施例1如圖1、3所示，本實施例公開一種帶有斜槽結構的四段鐵芯鑄鋁轉子，轉子的槽數與定子的槽數相同。轉子包括轉子鐵芯、轉軸、導條2。轉軸上套裝有轉子鐵芯。鐵芯的槽體1呈扭斜狀，導條2澆鑄在鐵芯的槽體1中。鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯32、第三鐵芯33。分為位于兩端的第一鐵芯31、第四鐵芯34。第一鐵芯31與第二鐵芯32、第三鐵芯33與第四鐵芯34中位置相對的兩個槽體1反向扭斜呈人字形。第二鐵芯32與第三鐵芯33之間設置有中間環4。第二鐵芯32與第三鐵芯33中位置相對的兩個槽體1錯位反向扭斜。槽體1的底部呈分叉結構。本發明具有以下優點：采用底部呈分叉結構的斜槽轉子，并配合多個“人”字形轉子串聯則可形成類“波浪”形轉子，使徑向力波沿電機長度方向的軸線發生相位移，沿軸向平均徑向力降低，有效削弱齒諧波降低同步附加轉矩，解決了等槽配合的起動問題；定、轉子等槽配合，電機的附加損耗最小，效率得到提高。實施例2如圖2所示，一種與上述實施例的轉子相配合的定子，轉子安裝于定子內。定子和轉子槽數相等，定子的齒部設有弧形凹槽51。定子齒部設有弧形凹槽51，使得氣隙磁密更加正弦，降低諧波損耗。實施例3如圖1-3所示，一種電機，包括機殼、定子、鑄鋁轉子、轉軸。定子設置在機殼的內部空腔中，鑄鋁轉子內置在定子中并固定安裝在轉軸上。轉軸貫穿外殼，與外殼轉動連接。定子齒部設有弧形凹槽51，使得氣隙磁密更加正弦，降低諧波損耗。轉子的槽數與定子的槽數相同。定子的齒部設有弧形凹槽51。轉子包括轉子鐵芯、轉軸、導條2。轉軸上套裝有轉子鐵芯。鐵芯的槽體1呈扭斜狀，導條2澆鑄在鐵芯的槽體1中。鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯32、第三鐵芯33。分為位于兩端的第一鐵芯31、第四鐵芯34。第一鐵芯31與第二鐵芯32、第三鐵芯33與第四鐵芯34中位置相對的兩個槽體1反向扭斜呈人字形。第二鐵芯32與第三鐵芯33之間設置有中間環4。第二鐵芯32與第三鐵芯33中位置相對的兩個槽體1錯位反向扭斜。鐵芯的槽體1的底部呈分叉結構。中間環4的材質包括鋁。實施例4一款實施例3的感應電機，其功率為5kW，極數為4，電機定子外徑210mm，長度120mm，槽數為36個，定子齒部設有弧形凹槽51，用于調制氣隙磁場。表1為定子齒有無弧形凹槽的性能對比。表1定子齒無弧形凹槽定子齒有弧形凹槽氣隙磁密畸變率40.3％36.6％電流波形畸變率3.24％2.93％鑄鋁轉子槽數為36個，總長度為120mm，中間鋁環厚度d為4mm，轉子整體分為左右兩大段關于中間環4錯開α＝5度，每一段長度為58mm，其中每一大段又分為兩小段每段長度為29mm，關于每段中間對稱并反向斜bsk＝5.9mm。根據諧波磁場分析，若定子諧波vb與轉子諧波μa(由另一定子諧波所產生)次數相同，方向相同，則兩者在轉速為0時產生同步附加轉矩，使起動轉矩出現波動或死點，電機無法起動。由于定、轉子齒諧波的幅值較大，同步附加轉矩主要由定/轉子齒諧波決定。當等槽配合時，定、轉子齒諧波各階次數均相同，同步附加轉矩最大，電機無法起動。采用特殊斜槽轉子后，不同段的轉子齒諧波可以相互有效抵消，大大消除了轉子齒諧波，此時轉子齒諧波的值很小，與定子齒諧波作用產生的同步附加轉矩的值也很小，此時對電機起動轉矩的影響可以忽略，故電機可以正常起動。如圖4所示，電機的額定轉矩為36N·m，起動轉矩最小值為81N·m,最大值為139.6N·m,平均值為107N·m。可以看出，電機的最小起動轉矩倍數為2.25，最大起動轉矩倍數為3.88，平均起動轉矩倍數為2.97。完全滿足電機起動的要求。鐵芯的槽體1的底部呈分叉結構，可以增加起動時的集膚效應，改善起動性能，表2為使用分叉結構槽體前后的性能對比。表2普通槽型分叉結構槽平均起動轉矩103N·m104.7N·m平均起動電流76A74.3A從結果可以看出，本發明的電機完全可以解決等槽配合時電機起動的問題，從而可以采用等槽配合來降低電機附加損耗。根據諧波磁場分析，各段轉子的齒諧波相位剛好相反，齒諧波在各段內產生的諧波轉矩相互抵消，從而達到降低振動噪聲的目的。與直槽時相比，采本發明的電機的聲功率可以降低的值約為ΔL＝20lg[Kskcos(uα/2)]式中Ksk為斜槽系數，μ為諧波磁場次數，α為轉子錯開角度。采用“波浪”形斜槽轉子后，與直槽時相比噪聲降低值如下表3所示，表3一階齒諧波二階齒諧波聲壓級降低值(分貝)13.211.3可以看出，本發明的感應電機可以明顯降低噪聲。如圖5所示，本發明的中間環可以包括外層的鋁環以及內層的硅鋼環42。鋁環上設置有鑄鋁通槽411，若干個鑄鋁通槽等距分布呈環形結構；相鄰兩個所述鑄鋁通槽之間的區域形成開槽筋412。若干個鑄鋁通槽411相互之間形成與鑄鋁通槽411數量相同的開槽筋412，開槽筋412的數量為轉子槽體數量的約數。優選地，鑄鋁通槽411為扇形結構，若干個鑄鋁通槽等距分布呈與阻尼環中心同心的環形結構。本發明的中間環也可以為傳統的鋁環。本發明的各個鐵芯優選為一體成型。先依次將第一鐵芯31、第二鐵芯32、疊好然后將中間環4疊壓上去，再依次將第三鐵芯33、第四鐵芯34疊壓上去，保證開槽筋與鐵芯槽體錯位設置。鑄鋁時，鋁水從第一鐵芯31端注入，鋁水在經過第二鐵芯32后，通過中間環4的同心式鋁環的扇形鑄鋁通槽依次進入第三鐵芯33、第四鐵芯34，鑄造完成后，鋁水填滿同心式鋁環的扇形鑄鋁形成完整的鋁環，將各段轉子的導條連接成一個整體，并在整體的端部形成鑄鋁端環，一次即可完成多段轉子的鑄造。當然，本發明的轉子也可以采用分段分別澆筑后再焊接的方式。阻尼環的外徑與轉子外徑保持一致，開槽筋的寬度約為2～4mm，用于連接支撐同心鋁環的內外環，同心式鋁環的內外環厚度1～3mm，內鋁環的內徑與硅鋼環的外徑一致且小于關于轉子圓心對稱的兩個轉子槽底之間的距離。硅鋼環的內徑為與轉軸的直徑相等。以上僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3