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鋁轉子質(zhì)量的好壞直接影響異步電動(dòng)機的技術(shù)經(jīng)濟指標和運行性能。在生產(chǎn)設計制作過(guò)程中，不僅要分析轉子的鑄造缺陷，且要了解鑄鋁轉子質(zhì)量對電機的效率、功率因數以及起動(dòng)、運行等性能的影響。

一、鑄鋁方法與轉子質(zhì)量的關(guān)系

常見(jiàn)的鑄鋁轉子比鑄銅轉子異步電動(dòng)機的附加損耗大，同時(shí)采用的鑄鋁方法不同，附加損耗也不同，常見(jiàn)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子電機的附加損耗最大，這是因為壓鑄時(shí)強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，鑄鋁模內的空氣不能完全排除，使得大量氣體呈“針孔”狀密布于轉子籠條、端環(huán)、風(fēng)葉等處，致使鑄鋁轉子的填充率無(wú)法達到100%，同時(shí)對比離心鑄鋁平均電阻增加，使電機的附加損耗增大。離心鑄鋁轉子雖然受各種因素影響，容易產(chǎn)生缺陷，但電機的附加損耗小。低壓鑄鋁時(shí)鋁液直接來(lái)自坩堝內部，并采用較“緩慢”的低壓澆注，排氣較好；導條凝固時(shí)由上、下端環(huán)補充鋁液，因此低壓鑄鋁轉子質(zhì)量?jì)?yōu)良。通過(guò)一些電機廠(chǎng)的驗證對比及結合制作工藝，三種鑄鋁方式中電氣性能以低壓鑄鋁轉子最好，離心鑄鋁次之，壓力鑄鋁最差。

二、轉子質(zhì)量對電機性能的影響

轉子鑄鋁的質(zhì)量直接影響著(zhù)電機的電氣性能，所以常見(jiàn)的一些鑄鋁問(wèn)題對電機的電機性能的影響如下：

1．轉子鐵心重量不夠  

轉子鐵心重量不夠，相當于轉子鐵心凈長(cháng)減小，使轉子齒、轉子軛部截面積減小，則磁通密度增大。對電機性能的影響是：勵磁電流增大，功率因數降低；電機定子電流增大，定子銅損增大，效率降低；溫升高。

轉子鐵心重量不夠的原因有：

1.1轉子沖片毛刺過(guò)大。

1.2硅鋼片厚度不勻。

1.3轉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鑄鋁轉子鐵心預熱溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(cháng)，鐵心燒損嚴重，使鐵心凈長(cháng)減小。

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

2．轉子錯片、槽斜線(xiàn)不直

轉子錯片、槽斜線(xiàn)不直，將使轉子槽口減小，轉子槽漏抗增大；導條截面積減小，導條電阻增大。并對電機性能產(chǎn)生如下影響；最大轉矩降低；起動(dòng)轉矩降低；滿(mǎn)載時(shí)的電抗電流增大，功率因數降低；定子、轉子電流增大，定子銅損增大，轉子損耗增大，效率降低；溫升高；轉差率大。產(chǎn)生轉子錯片的原因有：

2.1轉子鐵心壓裝時(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，預熱后沖片毛刺及油污被燒去，使轉子片松動(dòng)。

2.4轉子預熱后在地上亂扔亂滾，轉子沖片產(chǎn)生角位移。

3．轉子斜槽寬大于或小于允許值

轉子斜槽寬大于或小于允許值對電機性能的影響是：

（1）斜槽寬大于允許值時(shí)，轉子斜槽漏抗增大，電機總漏抗增大；導條長(cháng)度增加，導條電阻增大，對電機性能影響：最大轉矩降低；起動(dòng)轉矩降低；滿(mǎn)載時(shí)的電抗電流增大，功率因數降低；定子、轉子電流增大，定子銅損增大，轉子損耗增大，效率降低；溫升高；轉差率大。。

（2）斜槽寬小于允許值時(shí)，轉子斜槽漏抗減小，電機總漏抗減小，起動(dòng)電流大（因為起動(dòng)電流與漏抗成反比）。此外，電機的噪聲和振動(dòng)大。   

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

4．轉子斷條

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

4.1轉子鐵心壓裝過(guò)緊，鑄鋁后轉子鐵心脹開(kāi)，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，轉子鐵心槽內有夾雜物。

4.4單沖時(shí)轉子沖片個(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。因為鋁液極易氧化，先后澆入的鋁液因氧化而結合不到一起，出現“冷隔”。

5．轉子細條

轉子細條，轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大。產(chǎn)生細條的原因是：

5.1離心機轉速過(guò)高，離心力太大，使槽底部導條沒(méi)有鑄滿(mǎn)（拋空）。

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

5.3轉子錯片，槽斜線(xiàn)不成一直線(xiàn)，阻礙鋁液流動(dòng)。

5.4鐵心預熱溫度低，鋁液澆入后流動(dòng)性變差。

6、氣孔

氣孔對電機性能的影響會(huì )使轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大。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，與鋁液一齊跑入轉子里去而形成氣孔。

7、澆不滿(mǎn)

澆不滿(mǎn)，也將使轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大。澆不滿(mǎn)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離心機轉速太低，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

縮孔將使轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大，出現縮孔的原因主要有：

8.1鋁液、模具、鐵心的溫度搭配不適當，達不到順序凝固和合理補縮的目的。如果上模預熱溫度過(guò)低，鐵心預熱溫度上、下端不均勻，使澆口處鋁液先凝固，上端環(huán)鋁液凝固時(shí)得不到鋁液補充，造成上端環(huán)縮孔。因為縮孔總是產(chǎn)生在鋁液最后凝固的地方。

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

9、裂紋

鑄鋁轉子裂紋，對于轉子的機械強度會(huì )產(chǎn)生影響，不利于轉子的高速運轉，同時(shí)將使轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大，同時(shí)主要是由于轉子冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造應力超過(guò)了鋁導條當時(shí)（指產(chǎn)生裂紋的瞬間）的材料極限強度而產(chǎn)生的。鑄鋁轉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)驗分析證實(shí)，硅、鐵雜質(zhì)含量比對裂紋的影響很大，即硅、鐵比在1.5～10之間時(shí)容易出現裂紋。

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轉子端環(huán)尺寸設計不合理（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，因鑄造應力集中而產(chǎn)生裂紋。

10、鋁電導率不良

鋁的純度不夠時(shí)電導率降低，使轉子電阻增大，效率降低；溫升高；轉差率大。電導率低主要原因：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，則轉子電阻減小，電機的起動(dòng)轉矩低（因為起動(dòng)轉矩近似與起動(dòng)時(shí)轉子電阻成正比）。所以必須按設計要求進(jìn)行鋁錠的選擇使用。