坚固耐用且维护需求低——这些特性是鼠笼式感应电动机的显著特点，也使其成为在可靠性至关重要的驱动任务中理想的电机。该电机的转子由叠片钢片包组成，其中嵌有导电条，这些导电条的两端通过所谓的短路环电连接。定子同样采用叠片式结构，并带有多相磁场绕组。 当输入三相电流时，会在定子内部产生旋转磁场，该磁场穿过转子并在导电条中感应出电压。短路环使转子上产生电流，从而形成转子磁场。转子磁场与定子磁场的相互作用产生转矩，该转矩作用于轴上。

导电条和短路环采用压铸工艺，由铝或铜制成。由于无需使用来自有限资源的永磁体，与永磁励磁同步电机相比，鼠笼式感应电机在环保方面更具优势。同时，铝和铜的价格波动远小于用于制造永磁体的稀土材料。

为了平滑转矩，导电棒并非与轴平行，而是通过将转子叠片各层相互扭转后堆叠，使其与轴成一定角度。这种方法导致转子上形成倾斜槽口，随后在铸造过程中将导电棒铸入其中。由于流阻增大，这种铸造通道的倾斜会在铸造过程中引发问题。 因此，导电棒和短路环中会产生气泡，即所谓的“吹孔”。

气孔会导致局部电阻增大，从而对机器的效率产生负面影响。由于气孔在导电条中分布不均，会导致电流分布不均，进而引起转子磁场不对称，从而导致转矩波纹增大。根据气孔的大小及具体应用情况，转矩波纹的增大和效率的降低会引发严重问题。

铸造工艺完成后，转子主动部件的生产即告完成。在后续加工过程中，首先通过机械加工对主动部件表面进行修整，随后将其热缩套装在转子轴上并安装轴承。根据具体应用情况，还会安装风扇轮等附加部件。最后一步是对完整的转子进行动平衡。 铸件的精加工过程占整个制造过程的大部分。然而，铸件的质量只能在完成总装、安装到定子中并投入运行后才能评估。如果检测到不可接受的转矩波纹，整个转子将无法使用，而整个返工过程也将导致不必要的成本。

因此，即使在后处理之前对铸件进行可靠的评估，也能节省大量时间和成本。在这方面，X射线技术，尤其是三维计算机断层扫描技术，可以提供有力支持。在以一台有缺陷的异步电动机为基础的联合项目中，电气能源转换研究所（iew）与YXLON International获得了有价值的见解。

鉴于材料密度高且结构复杂，本次检测采用YXLON FF85 CT系统，配合CTScan 3线性探测器，并在450 kV电压下进行。在所谓的扇束CT中，物体会在360°的完整水平旋转过程中逐层进行扫描。 尽管这种 CT 方法比使用平板探测器的锥束 CT 耗时得多，但它能够穿透非常致密的材料，且不会产生干扰伪影。

图3：扇形束技术的示意图。

图4：CT体积图——零件概览

图5和图6：零件的剖面图

这些二维切片图像既可以单独查看，也可以重建为高分辨率的三维体积图像，进而可以对该体积图像进行虚拟切片并在任意位置进行分析。

在短路环以及某些导电条上，明显可见气孔。

图7：短路环中的孔隙率

图5：导电条中的孔隙率

图6和7：带有孔隙分析的CT体积图

此类气孔的出现会在多大程度上影响功能，适用于哪些应用场景，以及可以在何处设定公差，这些都需要通过进一步的研究来确定。

尽管计算机断层扫描（CT）乍看之下成本较高，且超声波技术已广泛应用于感应电机的批量检测，但CT成像方法能提供更全面、更精确的检测结果。 现代软件程序能够实现自动缺陷检测，并可在预定义的公差范围内对异常情况进行自动评估。这不仅能为制造商提供对其产品的客观评估，更重要的是，检测可以在制造过程中并行进行，无需经验丰富的专家投入额外精力。在进一步加工之前就及早确定电机的质量，将节省时间、资源、材料和成本——在电动汽车需求持续增长的背景下，这一经济因素不容小觑。

电气能源转换研究所（iew）于2011年6月在斯图加特大学电气工程与信息技术系成立。该研究所的研究工作主要集中在两个领域：电机和非接触式能源透射式 。这两个领域均属于电动汽车领域的主要研究方向。 iew的科学家们正在研究具有极高扭矩密度的电动机设计以及位置容差型感应充电系统。其目标是为未来的电动汽车开发高效率的组件。