目前,鼠笼式电动机普遍采用铸铝转子,其“断条”的常见原因有两种:一是在铸造过程中,由于加热温度没能控制好或铝的质量不好,致使其内部存有缩孔、砂眼、夹层等缺陷。随着电动机运行时间的延长,尤其是经常正反转启动、时常过载等原因,造成有缺陷的转子条首先开裂。这样一来,其余好的转子条所负担的电流比原来的大,极容易接着开裂;二是将一般电动机用在特殊要求的设备或机器上,经常启动、停转或经常正转、倒转,转子条中通过的电流很大,因而所承受的电磁力也大,久而久之,导致转子条开裂。若开裂的转子条占整个转子条的1/7左右,通常不能正常工作,其表现是空载能转动,带上负载后转速就会突然降低或停止转动。
鼠笼式电动机转子断条时可采取下述几种方法修理:
(1)更换转子。由于转子断条后修理起来比较麻烦,最好由电动机生产厂家更换转子。由于种种条件的限制而不能更换转子时,再考虑修复。
(2)抽出转子敲出断条后,用硼砂气焊。将转子从电动机定子内抽出来后,应进一步准确查明断条的位置(可使用线圈短路侦察器)。当断条情况不太严重时,将断条敲出后采用硼砂气焊,焊接完毕将焊接处打磨平整。
(3)全部更换为紫铜条。对损坏严重的铸铝转子,可全部更换为适当规格的紫铜条,其更换步骤一般分为4步。
第1步:拆除转子两头的铝端环及转子外周的铝质鼠笼条。拆除转子两头的铝端环,一般是用夹具将转子夹紧在车床上将其车去。拆除铝条的方法有二:一种是化学腐蚀法,另一种是加热熔化法。
化学腐蚀法:首先配制足以浸没转子的30%烧碱溶液,并加热到80～100℃;将铸铝转子置于烧碱溶液中进行腐蚀(溶液温度应保持80～100℃),直到铝条溶完为止。取出转子,用水冲洗干净后,立即投入0.25%的冰醋酸溶液中煮沸,以中和残余的烧碱。接着置于开水中煮1～2 h,取出后冲洗干净、烘干。最后检查转子槽内和铁心两端是否有残余的铝层、油污等。若有,应予以清除。
加热熔化法:首先把转子铁心压出来,与转轴分开。然后用一只炉膛比转子直径大的燃煤炉具,在炉膛正中放上一块铁板。一般用夹具把转子的铁心部分夹紧(不使铝熔化时散开来)后放在铁板上面,再罩上一个罩子,把整个转子罩在里面,最后煤烧并鼓风,一般要烧到铁心呈粉红色(约700℃左右)。注意:加热过程中要用专用钳子不断地翻动转子,使其上下左右受热均匀,一直加热到铝条渐渐熔完。待转子冷却后将铸铝转子的铝条及端环清理干净。
第2步:计算紫铜条直径:利用有关的公式把有关数据逐一计算出来,具体计算方法见本书第19章。
第3步:安装紫铜条(线)。根据计算的结果,选用适当的圆铜线或扁铜线打入槽内,再把导线两端伸出槽外的部分(每端约25 mm左右)依次敲弯[每端的铜条(线)伸出槽口部分在敲弯时一定要超过相邻的槽子,重叠在相邻槽的铜条(线)上面;两端铜条(线)要向相反方向敲弯,使它不动],用铜焊堆上一定的高度,最后用车床加工完成。
第4步:安装转子转轴。上述制作过程中一般会有部分硅钢片移动而使转子外周不圆。在制成的铜排转子压装到转轴上后,必须重新校正圆周,车或磨去部分硅钢片的突出部分。
修理鼠笼式电动机转子断条故障时应注意下列事项:
一是不可以用多根圆铜线或扁铜线放在一个槽中作为转子导体,以免在铜焊时将个别或部分导线熔断。绕线转子改装鼠笼式转子时,不可以用原来的导线来制作。
二是转子导体在未打入转子铁心槽中时,应该将导体两端伸出转子铁心的部分(即被端环覆盖部分)用锉刀或砂纸除去油污、污物、尘埃和氧化物,保持接触良好。
三是铝的电导率比铜差,故铸铝转子导体采用的电流密集度较铜条转子为低,所以不会发生圆铜线或扁铜线将铸铝线子的凹槽塞满的情况。此时可以将导体下部(靠近转轴处的凹槽部分)用铁磁物质填紧,以免在工作时受振动和电磁力影响而破损断条,但不可以用铁磁物质放在转子导体上面,这样会造成电动机功率因数降低、启动转矩小、额定电流变大、电动机转速降低等问题。