20. Способы изготовления короткозамкнутых обмоток методами литья.

К качеству стенок паза не предъявляются высокие требования. Одновременно с обмоткой отливаются рёбра для увеличения поверхности охлаждения. Применяется алюминий марок А5(99,5 %) и А7(99,7%). Алюминий имеет более высокое акт сопротивление по сравнению с медью. Отсюда – меньше пусковой ток, больше пуск. момент.

Заливка КЗ обмоток производится почти всеми известными способами литья:

1) в кокиль; 2) центробежно; 3) под высоким давлением ; 4) вариации формы при заливке ; 5) под низким давлением; 6) вибрационный способ; 7) жидкой штамповкой.

На качество обмотки влияет качество пакета. Он должен быть спрессован при давлении не менее 10 МПа. Это на порядок больше усилия прессования пакета статора, поэтому материалоёмкость ротора больше, чем статора на 2,5 %.

Техпроцесс заливки сложен, так как конструкция обмотки не отвечает требованиям литейного производства. Стержни и КЗ кольца резко отличаются по сечению. В месте перехода возможны обрывы стержней при остывании. Масса сердечника ротора в несколько раз больше массы алюминия, поэтому необходим нагрев сердечника до 350С.

Сплавы с высоким сопротивлением: АК3(3% кремния), АК9(9-11%кремния).

Методы заливки:

В 80 % случаях – под давлением. Для крупных роторов – под действием гравитационных сил. При этом t повышают до 700 С. Ротор нагревают до 500С, но не более, так как образуется окалина.

Вертикальная заливка более распространена.

При заливке в кокиль желательны открытые пазы.

Для повышения качества заливки – центробежный способ.

Заливка на машинах для литья под давлением. 95 % роторов ЭМ низкой и средней мощности выполняется литьём под высоким давлением (диаметр до 250 мм). Заливка выполняется на пресс-формах без предварительного нагрева, что снижает время литья. Металл не успевает остыть, заполняя форму. Листы магнитопровода свободно садятся на оправку, затем помещаются в пресс-форму и при закрытии формы спрессовываются. В процессе заливки форму охлаждают проточной водой. В процессе литья поршень вместе с алюминием подаёт воздух, поэтому клетка получается пористой, удельное сопротивление стержней больше, чем у исходного металла. Плотность стержней на 8 % меньше, чем при статической и центробежной заливке, сопротивление беличьей клетки в среднем на 13 % больше – рост потерь в роторе, снижение КПД. При заливке под давлением потери в стали на 20 %, а температура на 14С больше, чем у машин, залитых центробежным способом. Заливка может производиться в вертикальном (диаметр не более 90 мм, производительность установки 100-360 шт/час) и горизонтальном (диаметр 200-250 мм производительность установки 30 шт/час) положении.

Заливка в вибрирующую форму. Способ заключается в том, что под действием вибрации алюминий уплотняется. Давление под действием вибрации растёт в 5-7 раз

,

 – удельный вес металла,

 – амплитуда колебаний,

h – расстояние данной точки от уровня металла,

k – частота колебаний.

Заливка роторов под низким давлением. Форма заполняется металлом снизу. Он поднимается вверх, вытесняя воздух. Металл не соприкасается с воздухом, поэтому не окисляется. Сердечник ротора предварительно набирается на оправку, нагревается до 400С и вставляется в нижнюю часть формы. В тигель заливают алюминий и герметично закрывают. Верхняя часть формы опускается и прессует пакет до необходимых усилий. В верхнюю часть тигля подаётся под давлением воздух или азот. Он давит на алюминий и заставляет его подниматься со скоростью, зависящей от давления:

1. 0-0,02 МПа. Это давление обеспечивает заполнение формы с заданной скоростью (3-5 сек).

2. 0,02-0,07 МПа. Это давление нужно для удерживания алюминия в пазах при остывании. Продолжительность выдержки давления на 2 ступени 150-240 сек.

Скорость подъёма алюминия не более 32 см/сек.

Литьё под низким давлением даёт равномерную пористость по всей длине, то есть высокое качество. Недостаток – низкая производительность, чем при высоком давлении. Для её повышения применяются многоместные формы.