[发明专利]用于感应电动机的焊接设备和焊接感应电动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将导体条焊接到感应电动机上的短路环的焊接设备和及其焊接方法。

背景技术

交流(AC)感应电动机是电动机的一种具体类型，其使用感应电流以使得电动机的转子的一些部分在电动机运行期间磁化。感应电流流过导体条，所述导体条平行于转子的旋转轴线并围绕转子芯部的周边。

制造感应电动机转子的公知方法耗时且相对昂贵。一种常见的实际操作是将预先制造的导体条和短路环组装到层压堆叠结构上并将组件硬钎焊在一起。另一公知的方法是绕转子堆叠结构在模具中将短路环和导体条压铸在一起。对于某些材料，例如铜，压铸难以在保持铸造部件完整性的同时执行，因为铜趋于与压模的表面起反应。

发明内容

提供一种用于感应电动机的焊接设备和使用个焊接设备焊接感应电动机的方法。感应电动机具有限定出旋转轴线的环形转子和绕环形转子的外表面间隔开的导体条。第一和第二短路环连接到环形转子的第一和第二端部。设备包括夹具，其可操作为支撑转子并绕旋转轴线使转子旋转。焊头被支撑为邻近夹具并可操作为在夹具支撑转子时将导体条焊接到第一短路环。进而，设备包括至少一个控制器，其可操作为控制夹具以选择性地使转子旋转。控制器可操作为将焊头或夹具或两者运动使得焊头处在焊接位置。控制器可操作为在转子旋转时使得焊头将导体条焊接到第一短路环而同时保持处于焊接位置，以沿第一短路环形成基本上圆形的焊接路径。

在一些实施例中，第二焊头被支撑为邻近所述夹具从而第二焊头与第一焊头轴向间隔开，并可操作为在夹具支撑转子时将导体条焊接到第二短路环。控制器可操作为让第二焊头在相应初始位置和相应焊接位置之间运动。控制器使得在转子旋转时第二焊头将导体条焊接到第二短路环并同时保持在相应焊接位置，以与第一基本上圆形的焊接路径同时地沿第二短路环形成第二基本上圆形的焊接路径。

还提供一种使用所述焊接设备焊接感应电动机的方法。该方法包括支撑转子使得转子可绕旋转轴线旋转，将焊头定位在焊接位置，该焊接位置邻近导体条延伸进入的短路环的部分，且随后同时地旋转转子并将导体条焊接到短路环，而焊头基本上保持在预定位置从而焊头沿基本上圆形的焊接路径进行焊接。

该设备和方法减少制造用于感应电动机的转子的工作周期时间。因为焊头被相对地固定而转子在焊接期间转动，所以不需要在每一个导体条的端部处集中时间来定位和重新定位焊头，从而建立精确和准确的焊接路径。该设备和方法对于使用用于导体条和短路环的铝合金或铜合金是有益的，但并不限于这些材料。导体条可以是例如铜这样的一种材料，而短路环是例如铝这样的不同材料。铜合金比通常具有铝合金部件的转子具有更好的功率密度和更好的热传递能力。在一些实施例中转子条的相对端部可以同时地焊接到短路环，极大地减少了工作周期时间。这使得可以使用搅拌摩擦焊FSW(其是相对地慢的焊接方法)，因为在导体条的两端部都同时焊接到两个短路环的设备的实施例中焊接周期时间被缩短一半。提供FSW，实现固态焊接，且焊接在一起的材料的特点基本保持不变，因为焊接过程不形成高于焊接材料熔化温度的温度。由此，焊接部件的传导性不受影响。

进而，该设备和方法允许通过熔接焊接过程进行焊接。熔接焊接是在接头处熔化基材的焊接过程，且包括气体保护金属极弧焊(GMAW)头、气体保护钨极弧焊(GTAW)头，等离子弧焊头，电子束焊头，激光束焊头，或激光束焊接和GMAW、GTAW或等离子弧焊头的组合。因为焊头在焊接期间基本上保持不动，且因为旋转的转子具有一致的圆柱形形状，所以可以定制防护罩以装配在焊头周围并靠近旋转的转子，以形成基本上封闭的腔室。腔室和防护罩允许建立惰性环境，其中熔接焊接过程可在没有会影响焊缝完整性的杂质的情况下进行。在激光束焊接(LBW)和电子束焊接(EBW)的情况下，防护罩也会遮蔽激光束和电子书，以防止意外露出并保护操作者的眼睛。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是用于焊接感应电动机的转子的焊接设备的第一实施例的示意性透视图；

图2是通过图1的焊接设备焊接转子的方法的流程图；

图3是用于焊接感应电动机的转子的焊接设备的第二实施例的示意性透视图；

图4是提供图3的焊接设备焊接转子的方法的流程图；

图5是用于焊接感应电动机的转子的焊接设备的第三实施例的示意性透视图；