CN109217591A - 一种转子铸铝用加热系统及加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子铸铝用加热系统及加热方法。一种转子铸铝用加热系统，用于对转子铁芯加热；包括：分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触的第一导体和第二导体；通过第一导线和第二导线分别连接所述第一导体和第二导体的至少一个大功率直流电源，所述至少一个大功率直流电源通过向所述转子铁芯提供电能而对其加热；其中，两个及以上所述大功率直流电源并联连接。本发明利用大功率直流电源对转子铁芯直接加热，不仅加热速度快、占空间小、安装简单、通用性强，而且安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及转子铸铝技术领域，尤其涉及一种转子铸铝用加热系统及加热方法。
背景技术
转子铸铝是电机制造过程中的关键工序，通常采用高压铸造、离心铸造、低压铸造、真空成型等；由于高压铸造的固有缺陷，不能生产高质量的铸铝转子，为提高转子铸铝的性能，离心、低压和真空铸造成为制造转子的重要手段。上述转子铸铝技术普遍要求转子在浇铸前进行预热，或者在浇铸时保温，使转子具有足够的温度，保证铝液的填充。
转子铸铝在浇铸前的预热通常采用隧道炉加热、感应加热等方式。隧道炉加热无论采用燃气、辐射还是感应方式，存在耗能大，时间长和占地面积大等劣势；感应加热采用转子内孔或外部加热线圈的方式，用高频或中频加热，具有加热效率高、速度快，能耗低和体积小等优势，成为普遍采用的加热方式，但不同大小的转子，必须采用不同大小的线圈，通用性差；而且不同大小的线圈体积，也严重影响了其在浇铸系统中的安装和采用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种转子铸铝用加热系统，利用大功率直流电源对转子铁芯直接加热，不仅加热速度快、占空间小、安装简单、通用性强，而且安全可靠。
另外，本发明的另一目的是提供一种转子铸铝用加热方法。
为了实现本发明的第一目的，提供以下技术方案：
一种转子铸铝用加热系统，用于对转子铁芯加热；包括：分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触的第一导体和第二导体；通过第一导线和第二导线分别连接所述第一导体和第二导体的至少一个大功率直流电源，所述至少一个大功率直流电源通过向所述转子铁芯提供电能而对其加热；其中，两个及以上所述大功率直流电源并联连接。
优选的，所述第一导体固定设置，所述第二导体可相对所述第一导体移动。
优选的，用于驱动所述第二导体移动的驱动机构与所述第二导体绝缘连接。
优选的，所述第一导体用于与所述转子铁芯接触的第一表面的面积大于转子铁芯的裸露表面的面积；所述第二导体用于与所述转子铁芯接触的第二表面的面积大于转子铁芯的裸露表面的面积。
优选的，还包括：用于监测所述转子铁芯的加热温度的温度测量装置；用于控制所述转子铁芯的加热温度的控制系统。
优选的，所述大功率直流电源为输出电压小，输出电流大的直流电源；且所述第一导线和第二导线采用大截面铜缆制作。
优选的，所述转子铁芯的两个裸露表面相对设置。
为了实现本发明的第二目的，提供以下技术方案：
一种转子铸铝用加热方法，用于对转子铁芯加热，包括：利用第一导体和第二导体分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触；将所述第一导体和第二导体分别通过第一导线和第二导线连接至少一个大功率直流电源，所述至少一个大功率直流电源通过向所述转子铁芯提供电能而对其加热；其中，两个及以上所述大功率直流电源并联连接。
优选的，所述利用第一导体和第二导体分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触包括：将所述第一导体固定设置；将所述转子铁芯的一个裸露表面与所述第一导体接触；使所述第二导体相向所述第一导体移动，直至所述第二导体与所述转子铁芯的另一个裸露表面紧密接触。
优选的，所述转子铁芯的两个裸露表面相对设置。
本发明的有益效果体现在以下方面：
1)本发明利用大功率直流电源对转子铁芯直接加热，不仅加热速度快、占空间小、安装简单、通用性强，而且安全可靠；
2)当转子铁芯的体积很小时，预热温度要求不高，又由于本发明加热速度快，可以使用本发明在浇铸位置直接对转子铁芯加热，无需预热，提高效率；当转子铁芯体积大时，由于一个大功率直流电源的功率不够大，对转子铁芯加热的时间长，便可以并联多个大功率直流电源，提高加热速度，从而提高浇铸效率；
3)本发明的传输导线采用大截面铜缆制作，使其对电的损耗尽量小，从而提高加热效率。
附图说明
图1是本发明转子铸铝用加热系统的结构示意图。
附图标记说明：1-大功率直流电源；2a-第一导线；2b-第二导线；3-转子铁芯；4a-第一导体；4b-第二导体；5-绝缘块；6-活塞杆。
具体实施方式
本发明适用于浇铸前和浇铸中对铸铝转子进行加热，具有加热速度快、占空间小、安装简单、通用性强、安全可靠的优点。
如图1所示，本发明提供一种转子铸铝用加热系统，用于对转子铁芯3加热，包括：分别与转子铁芯3的两个裸露表面紧密接触的第一导体4a和第二导体4b；通过第一导线2a和第二导线2b分别连接第一导体4a和第二导体4b的至少一个大功率直流电源1；其中，两个及以上大功率直流电源1并联连接。当转子铁芯3的两个裸露表面与第一导体4a和第二导体4b紧密接触时，形成向转子铁芯提供电能的供电回路，此时，转子铁芯可看成阻值很小的电阻，其消耗的电能转换成自身热能，从而实现对转子铁芯加热的目的。
当转子铁芯的体积很小时，预热温度要求不高，又由于本发明加热速度快，可以使用本发明在浇铸位置直接对转子铁芯加热，无需预热，提高效率。
当转子铁芯体积大时，由于一个大功率直流电源1的功率不够大，对转子铁芯加热的时间长，便可以并联多个大功率直流电源1，提高加热速度，从而提高浇铸效率。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，为了方便对转子铁芯加热，本实施例将第一导体4a设为定导体，第二导体4b设为动导体，通过第二导体4b相对第一导体4a移动来夹紧转子铁芯，从而实现与转子铁芯的紧密接触。实施时，可以设置一个支架，使第二导体4b和第一导体4a间隔一定距离对中安装在支架，间隔的距离要大于转子铁芯的尺寸，大功率直流电源1安装在支架其余位置，当需要对处于不同位置的转子铁芯加热时，便可以通过移动支架到指定位置即可。
其中，转子铁芯3的两个裸露表面相对设置，例如转子铁芯的轴向两端或者外圆的径向两侧。
具体的，设为定导体的第一导体4a固定在支架上，设为动导体的第二导体4b通过驱动机构安装在支架上，驱动机构与第二导体4b绝缘连接。其中，驱动机构具有可相对第一导体4a移动的活塞杆6，活塞杆6通过绝缘块5与第二导体4b绝缘连接。驱动机构可以是气缸。
利用本发明对转子铁芯3加热时，先将支架移动到需要加热的位置，然后移动转子铁芯3使其一个裸露表面与固定设置的第一导体4a接触，再驱动活塞杆带动第二导体4b相向第一导体4a移动，直至第二导体4b与转子铁芯3的另一个裸露表面紧密接触；大功率直流电源1通过向转子铁芯提供电能而达到对其快速加热的目的。
此外，本实施例还包括用于监测转子铁芯3的加热温度的温度测量装置；用于控制转子铁芯3的加热温度的控制系统。具体实施时，可以将温度测量装置放置于接近转子表面的空间；温度测量装置应不受红外线影响以及其他磁场影响，可以采用绝磁的热电偶、可控硅等制作。其中，控制系统可以根据转子大小不同而所需温度不同，来调整对转子铁芯3施加的电压、电流和时间，从而控制加热温度；也可以根据温度测量装置的温度信号，来调整对转子铁芯3施加的电压、电流和时间，从而控制加热温度。
具体实施时，为了保证最大的接触面积，提高加热速度，第一导体4a用于与转子铁芯3接触的第一表面的面积大于转子铁芯3的裸露表面的面积；且第二导体4b用于与转子铁芯3接触的第二表面的面积大于转子铁芯3的裸露表面的面积。
进一步的，为了提高加热速度，大功率直流电源1采用输出电压小，输出电流大的直流电源，且第一导线2a和第二导线2b采用大截面铜缆制作，保证第一导线2a和第二导线2b的电阻很小，从而使大功率直流电源1的电能基本上作用于转子铁芯3，实现对转子铁芯3的快速加热。
其中，第一导体4a和第二导体4b采用紫铜制作，导电优良。
下面通过一个具体实施例说明本发明的加热理论。
本实施例转子铁芯材料为矽钢片，长度L＝100mm，截面积S＝100mm2，密度D＝0.0075kg/cm3，比热C＝420J/℃*kg，加热温度差T＝300℃。
根据吸热原理，转子铁芯吸收的热量为Q0＝LSDCT，代入以上数值，Q0＝9.45KJ＝0.0315T。
根据电路原理，电的消耗Q1＝U*It，U为大功率直流电源输出电压，I为大功率直流电源输出电流，t为加热时间。如果大功率直流电源的输出电压3V，输出电流2KA，则Q1＝6KW*t。
如果忽略转子片之间的绝缘电阻、电力传输以及与电极接触等损耗，理想状态下，转子铁芯升温所需的热量等于电的消耗。则Q1＝Q0，即6KW*t＝0.0315T，理论加热速度T/t＝190℃/s，加热速度快。
如果考虑损耗，可以在实施时适当加大所选用的电源功率，如10KW。
尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种转子铸铝用加热系统，用于对转子铁芯加热；其特征在于，包括：
分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触的第一导体和第二导体；
通过第一导线和第二导线分别连接所述第一导体和第二导体的至少一个大功率直流电源，所述至少一个大功率直流电源通过向所述转子铁芯提供电能而对其加热；
其中，两个及以上所述大功率直流电源并联连接。
2.根据权利要求1所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，所述第一导体固定设置，所述第二导体可相对所述第一导体移动。
3.根据权利要求2所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，用于驱动所述第二导体移动的驱动机构与所述第二导体绝缘连接。
4.根据权利要求3所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，所述第一导体用于与所述转子铁芯接触的第一表面的面积大于转子铁芯的裸露表面的面积；所述第二导体用于与所述转子铁芯接触的第二表面的面积大于转子铁芯的裸露表面的面积。
5.根据权利要求4所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，还包括：
用于监测所述转子铁芯的加热温度的温度测量装置；
用于控制所述转子铁芯的加热温度的控制系统。
6.根据权利要求5所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，所述大功率直流电源为输出电压小，输出电流大的直流电源；且所述第一导线和第二导线采用大截面铜缆制作。
7.根据权利要求1所述的转子铸铝用加热系统，其特征在于，所述转子铁芯的两个裸露表面相对设置。
8.一种转子铸铝用加热方法，用于对转子铁芯加热，其特征在于，包括：
利用第一导体和第二导体分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触；
将所述第一导体和第二导体分别通过第一导线和第二导线连接至少一个大功率直流电源，所述至少一个大功率直流电源通过向所述转子铁芯提供电能而对其加热；
其中，两个及以上所述大功率直流电源并联连接。
9.根据权利要求8所述的加热方法，其特征在于，所述利用第一导体和第二导体分别与所述转子铁芯的两个裸露表面接触包括：
将所述第一导体固定设置；
将所述转子铁芯的一个裸露表面与所述第一导体接触；
使所述第二导体相向所述第一导体移动，直至所述第二导体与所述转子铁芯的另一个裸露表面紧密接触。
10.根据权利要求9所述的加热方法，其特征在于，所述转子铁芯的两个裸露表面相对设置。
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