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

一、鑄鋁方法與轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關系

常見的鑄鋁轉(zhuǎn)子比鑄銅轉(zhuǎn)子異步電動機的附加損耗大，同時采用的鑄鋁方法不同，附加損耗也不同，常見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(zhuǎn)子電機的附加損耗最大，這是因為壓鑄時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，壓鑄時由于充型加壓速度快，壓力大，鑄鋁模內(nèi)的空氣不能完全排除，使得大量氣體呈“針孔”狀密布于轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)、風葉等處，致使鑄鋁轉(zhuǎn)子的填充率無法達到100%，同時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(zhuǎn)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。低壓鑄鋁時鋁液直接來自坩堝內(nèi)部，并采用較“緩慢”的低壓澆注，排氣較好；導條凝固時由上、下端環(huán)補充鋁液，因此低壓鑄鋁轉(zhuǎn)子質(zhì)量優(yōu)良。通過一些電機廠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(zhuǎn)子最好，離心鑄鋁次之，壓力鑄鋁最差。

二、轉(zhuǎn)子質(zhì)量對電機性能的影響

轉(zhuǎn)子鑄鋁的質(zhì)量直接影響著電機的電氣性能，所以常見的一些鑄鋁問題對電機的電機性能的影響如下：

1．轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠  

轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠，相當于轉(zhuǎn)子鐵心凈長減小，使轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)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(shù)降低；電機定子電流增大，定子銅損增大，效率降低；溫升高。

轉(zhuǎn)子鐵心重量不夠的原因有：

1.1轉(zhuǎn)子沖片毛刺過大。

1.2硅鋼片厚度不勻。

1.3轉(zhuǎn)子沖片有銹或不干凈。

1.4壓裝時壓力小，鋁充型到?jīng)_片間

1.5鑄鋁轉(zhuǎn)子鐵心預熱溫度過高，時間過長，鐵心燒損嚴重，使鐵心凈長減小。

上述1.1~1.4原因，都會使壓裝系數(shù)降低，同時壓裝時要控制長度，致使減片太多，所以導致重量不夠。

2．轉(zhuǎn)子錯片、槽斜線不直

轉(zhuǎn)子錯片、槽斜線不直，將使轉(zhuǎn)子槽口減小，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩降低；起動轉(zhuǎn)矩降低；滿載時的電抗電流增大，功率因數(shù)降低；定子、轉(zhuǎn)子電流增大，定子銅損增大，轉(zhuǎn)子損耗增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。產(chǎn)生轉(zhuǎn)子錯片的原因有：

2.1轉(zhuǎn)子鐵心壓裝時沒有用槽樣棒定位，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大。

2.3壓裝時的壓力小，預熱后沖片毛刺及油污被燒去，使轉(zhuǎn)子片松動。

2.4轉(zhuǎn)子預熱后在地上亂扔亂滾，轉(zhuǎn)子沖片產(chǎn)生角位移。

3．轉(zhuǎn)子斜槽寬大于或小于允許值

轉(zhuǎn)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，轉(zhuǎn)子斜槽漏抗增大，電機總漏抗增大；導條長度增加，導條電阻增大，對電機性能影響：最大轉(zhuǎn)矩降低；起動轉(zhuǎn)矩降低；滿載時的電抗電流增大，功率因數(shù)降低；定子、轉(zhuǎn)子電流增大，定子銅損增大，轉(zhuǎn)子損耗增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。。

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

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

4．轉(zhuǎn)子斷條

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

4.1轉(zhuǎn)子鐵心壓裝過緊，鑄鋁后轉(zhuǎn)子鐵心脹開，有過大的拉力加在鋁條上，將鋁條拉斷。

4.2鑄鋁后脫模過早，鋁液未凝固好，鋁條由于鐵心脹力而斷裂。

4.3鑄鋁前，轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)有夾雜物。

4.4單沖時轉(zhuǎn)子沖片個別槽孔漏沖。

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(xiàn)“冷隔”。

5．轉(zhuǎn)子細條

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

5.1離心機轉(zhuǎn)速過高，離心力太大，使槽底部導條沒有鑄滿（拋空）。

5.2轉(zhuǎn)子槽孔過小，鋁液流動困難，同時鐵心預熱溫度不合理。

5.3轉(zhuǎn)子錯片，槽斜線不成一直線，阻礙鋁液流動。

5.4鐵心預熱溫度低，鋁液澆入后流動性變差。

6、氣孔

氣孔對電機性能的影響會使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)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小時，模型中氣體來不及排出，壓力鑄鋁比較明顯。

6.2鐵心預熱溫度過低，油漬沒有燒盡即進行鑄鋁，油漬揮發(fā)在工作中形成氣孔。

6.3在低壓鑄鋁時，如果升液管漏氣嚴重，則通入坩堝的壓縮空氣會進入升液管，與鋁液一齊跑入轉(zhuǎn)子里去而形成氣孔。

7、澆不滿

澆不滿，也將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大。澆不滿的原因主要有：

7.1鋁液溫度過低，流動性差。

7.2鐵心、模具預熱溫度過低，鋁液澆入后迅速降溫，流動性變差。

7.3離心機轉(zhuǎn)速太低，離心力過小，鋁液充填不上去。

7.4澆入鋁液量不夠。

7.5鑄鋁模內(nèi)澆口截面積過小，鋁液過早凝固，堵住鋁液通道。

8、縮孔

縮孔將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大，出現(xiàn)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低，鐵心預熱溫度上、下端不均勻，使?jié)部谔庝X液先凝固，上端環(huán)鋁液凝固時得不到鋁液補充，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(nèi)澆口截面積過小或分流器過高，使鋁液在內(nèi)澆口處通道增長，內(nèi)澆口處鋁液先凝固，造成補縮不良，會使上端環(huán)出現(xiàn)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少，無法起到補縮作用，也容易造成縮孔。

9、裂紋

鑄鋁轉(zhuǎn)子裂紋，對于轉(zhuǎn)子的機械強度會產(chǎn)生影響，不利于轉(zhuǎn)子的高速運轉(zhuǎn)，同時將使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)差率大，同時主要是由于轉(zhuǎn)子冷卻過程中產(chǎn)生的鑄造應力超過了鋁導條當時（指產(chǎn)生裂紋的瞬間）的材料極限強度而產(chǎn)生的。鑄鋁轉(zhuǎn)子的裂紋大多是徑向的。裂紋有熱裂紋和冷裂紋之分：熱裂紋是結晶過程中高溫下產(chǎn)生的；冷裂紋是已凝固的鋁在進一步冷卻過程中產(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，大量實驗分析證實，硅、鐵雜質(zhì)含量比對裂紋的影響很大，即硅、鐵比在1.5～10之間時容易出現(xiàn)裂紋。

9.2鋁液溫度過高（超過800℃）時鋁的晶粒變粗，延伸率降低，受不住在冷凝過程中產(chǎn)生的收縮力而形成裂紋。

9.3轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸設計不合理（厚度和寬度之比小于0.4）。

9.4風葉、平衡柱和端環(huán)連接處圓角過小，因鑄造應力集中而產(chǎn)生裂紋。

10、鋁電導率不良

鋁的純度不夠時電導率降低，使轉(zhuǎn)子電阻增大，效率降低；溫升高；轉(zhuǎn)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多；但如果使用過高純度的鋁錠，則轉(zhuǎn)子電阻減小，電機的起動轉(zhuǎn)矩低（因為起動轉(zhuǎn)矩近似與起動時轉(zhuǎn)子電阻成正比）。所以必須按設計要求進行鋁錠的選擇使用。