CN102810957A - 超高效7500瓦2极三相异步电动机 - Google Patents
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Abstract
超高效7500瓦2极三相异步电动机，包括定子和转子，由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度和冲片槽的数量、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗、转子绕组损耗和铁心损耗大大降低，在输出功率同为7500瓦的前提下，本发明与现有同类产品相比，转速从2898r/min增加到了2942r/min，增加了44r/min；电能总损耗量从1203.9W下降到了741.4W，节能38.42%；能源转换效率从86.2%提升到了91.0%，提高了4.8%，且比国际最高等级标准90.1%高出0.9%，大大提高了能量转换效率；同时，由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机，特别是一种超高效7500瓦2极三相异步电动机。
背景技术
电动机自问世至今已经有近二百年历史，三相异步电动机也有一百多年历史，目前广泛地应用于各工、农、林、牧业等各行各业，以及生活的各个领域，已成为工业生产和人民生活中的必需设备，但同时也成为了生产和生活中耗能最大的电器设备，于是如何使电动机节能环保就成为了人们面前的重要课题。我国是亚洲第一大电力消耗国，也是世界上目前缺电最为严重的发展中国家，从1992年起我国的年发电量和用电量均居世界第二位，我国的能源短缺大多是因为能源浪费和利用不当所造成，目前我国工业能耗约占总能耗的70%，其中电机能耗约占工业总能耗的60%~70%，因此，电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及促进经济发展具有重要意义，根据调查，我国IE1（国际电机能效等级标准）等级的电动机使用量仍然占总使用量的90%以上，而IE2以上的高效节能电动机使用比例只占总使用量的8%，能够达到IE3等级的超高效节能电动机的使用更是凤毛麟角；这种状况对整个社会资源产生了极大的浪费，是发展低碳经济的严重阻力，所以，研究开发高效电动机是提高能源利用率的重要措施之一，符合我国和世界经济发展的需要。
目前我国市场上通用的是Y2系列三相异步电动机，这种电动机包括定子和转子两大部分，其定子铁心是由硅钢片制作的定子冲片叠压而成，冲片上有若干凹槽，凹槽内镶嵌定子绕组，转子的转轴上套装有用硅钢片制作的由转子冲片叠压而成的转子磁极，转子磁极上有转子绕组形成的闭合回路；当定子通入电流以后，产生的磁力线通过转子，并在其中产生感应电流，短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使短路环部分和未短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场；通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子旋转起来，实现电能与机械能的变换；在满负荷工况条件下，电动机的效率一般较高，通常在80%左右；然而，一旦负荷下降，电机的效率便随之显著下降，因为电动机选型时是按最大可能负荷和最坏工况所需的功率而定的，多数电机在大部分运行时间的负荷率都在50%～60%，所以实际运行时的效率都比较低。
目前市场上使用的7500瓦2极三相异步电动机绝大部分是IE1等级的，其能量转换效率为86.0%，也有少量IE2等级的，其能量转换效率上升到了88.1%，但是其节能效果仍然无法满足当前发展低碳经济的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种对7500瓦2极三相异步电动机的定子、转子及其铁心、槽形和尺寸进行优化设计的方法，通过综合降低其运行损耗，来达到在确保输出功率为7500瓦的前提下，更大限度地降低输入功率目的。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种超高效7500瓦2极三相异步电动机，包括定子和转子，定子包括定子铁心、定子冲片槽和定子扣片槽，转子包括转子铁心和转子冲片槽，其特征在于所述的定子外径为22.00cm，定子内径为12.20cm，定子铁心的长度为16.50cm，所述的定子冲片槽的数量为36个并呈环状均匀分布，定子冲片槽的槽形为梯形槽，其中槽底宽度为8.80mm，槽上部深为19.00mm，槽肩高度为1.20mm，槽肩宽度为6.80mm，槽口宽度为3.20mm，槽口高度为0.80mm，所述的定子扣片槽中心线从定子冲片槽的两槽中间穿过，所述的转子外径为12.12cm，转子内径为4.20cm，转子铁心的长度为16.50cm，所述的转子冲片槽的数量为26个并呈环状均匀分布，转子冲片槽的槽形为圆顶圆底双鼠笼槽，其中槽口宽度为1.00mm，槽口高度为0.70mm，上槽半径为2.50mm，下槽口宽为1.00mm，下槽口高为1.50mm，下槽顶半径为2.60mm，下槽部深为12.00mm，下槽底半径为1.60mm。
本发明的有益效果是由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度以及冲片槽的数量、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗只有176.3W，转子绕组损耗只有153.7W，铁心损耗只有10.1W，包括杂散损耗187.5W，机械损耗213.8W，其能源总损耗量为741.4W，而现有的7500瓦2极三相异步电动机定子绕组损耗有387.6W，转子绕组损耗有279.7W，铁心损耗有169.3W，包括杂散损耗187.5W，机械损耗179.8W，其能源总损耗量为1203.9W，本发明所需要的能源损耗量减少了38.42%，大大节约了能源；在输出功率同为7.5kW的前提下，现有同类产品需要的输入功率为8.704kW，能源转换效率为86.2%，而本发明所需的输入功率仅为8.241kW，能源转换效率为91.0%，提高了4.8%，与国际电机能效等级标准的最高等级IE3对7.5kW2极三相异步电动机的效率标准要求90.1%相比，能量转换效率提高了0.9%，大大提高了能源转换效率；同时，本发明将定子相电流从8.27A降低到了7.79A，降低了5.80%；转速从2898r/min增加到了2942r/min，增加了44r/min；由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。
附图说明
图1为本发明超高效7500瓦2极三相异步电动机的剖视结构示意图。
图2为本发明定子冲片结构示意图。
图3为本发明定子冲片槽结构示意图。
图4为本发明转子冲片结构示意图。
图5为本发明转子冲片槽结构示意图。
图中：1.定子，2.转子，3.定子扣片槽，4.定子铁心，5.转子铁心，6.定子冲片槽，7.转子冲片槽，8.定子内径，9.定子扣片槽中心线，10.转子外径，11.转子内径，12.定子外径，61.槽底宽度，62.槽上部深，63.槽肩高度，64.槽肩宽度，65.槽口宽度，66.槽口高度，71.槽口高度，72.上槽半径，73.下槽口宽，74.下槽口高，75.下槽顶半径，76.下槽部深，77.下槽底半径，78.槽口宽度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括定子1和转子2两个主要部分，基本材料、结构和制作方法与普通7500瓦2极三相异步电动机相同，不同的地方是将定子外径12做成22.00cm，定子内径8做成12.20cm，定子冲片槽6的数量做成36个并呈环状均匀分布，定子冲片槽6的槽形做成梯形槽，将其中槽底宽度61做成8.80mm，槽上部深62做成19.00mm，槽肩高度63做成1.20mm，槽肩宽度64做成6.80mm，槽口宽度65做成3.20mm，槽口高度66做成0.80mm，将定子扣片槽中心线9从定子冲片槽的两槽中间穿过，然后组装成定子铁心4，将定子铁心4的长度做成16.50cm；再将转子外径10做成12.12cm，将转子内径11做成4.20cm，将转子冲片槽7的数量做成26个并呈环状均匀分布，转子冲片槽7的槽形做成圆顶圆底双鼠笼槽，将其中槽口宽度78做成1.00mm，槽口高度71做成0.70mm，上槽半径72做成2.50mm，下槽口宽73做成1.00mm，下槽口高74做成1.50mm，下槽顶半径75做成2.60mm，下槽部深76做成12.00mm，下槽底半径77做成1.60mm，然后将转子铁心5的长度做成16.50cm；其它部分按照普通方法做成7500瓦2极三相异步电动机，即完成超高效7500瓦2极三相异步电动机的制作。
经检验，本发明与现有通用的Y2-132S型7500瓦2极三相异步电动机相比较，得出对比差异如下表。
本发明与传统的7500瓦2极三相异步电动机的结构差异比较表。
本发明与传统的7500瓦2极三相异步电动机的性能差异比较表。
从表上可以看出，本发明与现有通用的Y2-132S型7500瓦2极三相异步电动机相比，定子相电流从8.27A降低到了7.79A，降低了5.80%；转速从2898r/min增加到了2942r/min增加了44r/min；能量转换效率从86.2%提高到了91.0%，与国际电机能效等级标准的最高等级IE3对7.5kW2极三相异步电动机的效率标准要求90.1%相比，能量转换效率提高了0.9%，大大提高的能量转换效率。
本发明所需要的输入功率从8.704kW降到了8.241kW，能源总损耗量从1203.9W降到了741.4W，减少了38.42%，大大节约了能源。
Claims (1)
1.超高效7500瓦2极三相异步电动机，包括定子（1）和转子（2），定子（1）包括定子铁心（4）、定子冲片槽（6）和定子扣片槽（3），转子（2）包括转子铁心（5）和转子冲片槽（7），其特征在于：
所述的定子外径（12）为22.00cm，定子内径（8）为12.20cm，定子铁心（4）的长度为16.50cm；
所述的定子冲片槽（6）的数量为36个并呈环状均匀分布，定子冲片槽（6）的槽形为梯形槽，其中槽底宽度（61）为8.80mm，槽上部深（62）为19.00mm，槽肩高度（63）为1.20mm，槽肩宽度（64）为6.80mm，槽口宽度（65）为3.20mm，槽口高度（66）为0.80mm；
所述的定子扣片槽中心线（9）从定子冲片槽（6）的两槽中间穿过；
所述的转子外径（10）为12.12cm，转子内径（11）为4.20cm，转子铁心（5）的长度为16.50cm；
所述的转子冲片槽（7）的数量为26个并呈环状均匀分布，转子冲片槽（7）的槽形为圆顶圆底双鼠笼槽，其中槽口宽度（78）为1.00mm，槽口高度（71）为0.70mm，上槽半径（72）为2.50mm，下槽口宽（73）为1.00mm，下槽口高（74）为1.50mm，下槽顶半径（75）为2.60mm，下槽部深（76）为12.00mm，下槽底半径（77）为1.60mm。
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