摘 要:本文討論了YL630-16 400kW 10kV立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)研制過程。圍繞著設(shè)計(jì)過程中各個(gè)部分進(jìn)行了分析設(shè)計(jì),為今后設(shè)計(jì)制造大功率立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:立式籠型異步電動(dòng)機(jī);電機(jī)設(shè)計(jì);異步電機(jī)
1 前言
YL立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)循環(huán)水泵,提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力,適用于電站、水利、化工等行業(yè),我公司研制開發(fā)了YL立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。本文對(duì)該電機(jī)的設(shè)計(jì)與研制進(jìn)行了分析,為我公司發(fā)展大型低轉(zhuǎn)速立式電機(jī)系列產(chǎn)品打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。
2立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過程分析
2 . 1 電磁設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求,確定電機(jī)的電磁負(fù)荷以及與電磁性能有關(guān)的有效部分的尺寸,包含電機(jī)的定轉(zhuǎn)子沖片和鐵心尺寸及繞組數(shù)據(jù)等,選定材料,并核算電磁性能和有關(guān)參數(shù)。定子齒部磁1.50 T,軛部磁0.83T,轉(zhuǎn)子齒部磁1.21T,軛部磁0.55T。定子采用雙層疊繞組,定子繞組形式Y(jié)接,轉(zhuǎn)子采用梯形銅排,并聯(lián)支路數(shù)選為1。
2 . 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
YL630-16 400kW 10kV推力立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī),上軸承采用深溝球軸承與角接觸軸承搭配的結(jié)構(gòu),下軸承采用輕系列的深溝球軸承,電機(jī)兩側(cè)采用自然通風(fēng)設(shè)計(jì),主接線盒、測(cè)溫、加接器接線盒在同側(cè)。本電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、滾動(dòng)軸承、風(fēng)扇、接線盒等幾大部分組成,。
( 1 ) 定子
定子由定子鐵芯、定子線圈、機(jī)座、定子測(cè)溫元件、接線盒和空間加熱器等部分組成,結(jié)構(gòu)形式如圖1所示 。
( a) 定子鐵心
定子鐵芯由優(yōu)質(zhì)冷軋電工鋼片疊壓而成,定子沖片采用扇形片,整圓共106槽,沖片疊壓系數(shù)不低于0.98。
( b) 定子機(jī)座
機(jī)座是需要承受扭轉(zhuǎn)負(fù)荷,軸的彎曲應(yīng)力和電機(jī)本身重量,而立式電機(jī)與普通的臥式電機(jī)不同,還需要承受負(fù)載水泵引起的軸向力。故設(shè)計(jì)成由底腳板及壁板組成的鋼板焊接而成的箱式機(jī)座,通過對(duì)機(jī)座進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,加強(qiáng)了機(jī)座整體的強(qiáng)度,從而能夠承受130kN軸向推力。
(2 ) 轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子主要由電機(jī)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、導(dǎo)電排、整流端環(huán)、風(fēng)扇等部分組成。
a) 轉(zhuǎn)軸:
轉(zhuǎn)軸采用45Mn鋼,軸上焊接幅板。利用平鍵進(jìn)行幅板與轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向定位。從而保證了支撐轉(zhuǎn)子鐵芯和輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩,可以將轉(zhuǎn)矩傳遞給負(fù)載而不斷裂或者彎曲變形。
b) 轉(zhuǎn)子鐵芯:
轉(zhuǎn)子鐵芯采用鼠籠式結(jié)構(gòu),鐵芯沖片采用梨形槽整圓片,采用50W470硅鋼片,損耗小,毛刺小。
c) 銅排與端環(huán):
轉(zhuǎn)子銅排裝入轉(zhuǎn)子鐵芯后,采用風(fēng)鎬漲緊技術(shù),并與端環(huán)通過BPS100/8000中頻焊機(jī)進(jìn)行焊接,防止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中造成導(dǎo)條斷裂,焊接牢固。保證此電機(jī)安全可靠運(yùn)行。
1.轉(zhuǎn)軸2.風(fēng)扇3.轉(zhuǎn)子端環(huán)4.導(dǎo)電排5.轉(zhuǎn)子鐵芯6.鍵7.風(fēng)扇
( 3)軸承:
上軸承采用深溝球軸承與角接觸軸承搭配,下軸承采用深溝球軸承。在軸承裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,上軸承承受主要徑向拉力,因此在有限元分析后對(duì)上軸承套進(jìn)行了加固。
( 4) 通風(fēng)系統(tǒng):
電機(jī)采用兩端對(duì)稱進(jìn)風(fēng)的徑向通風(fēng)系統(tǒng)。在電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯上下兩端裝有兩排風(fēng)葉式風(fēng)扇。它將電機(jī)內(nèi)部熱氣流經(jīng)過電機(jī)中心吹入到兩側(cè)百葉窗將熱量帶走,使電機(jī)各部分的溫升能較均勻地分布,從而降低最高局部溫升,提高絕緣壽命,同時(shí)提高電機(jī)的使用壽命。
3 結(jié)語
在這次YL630-16 400kW 10kV立式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造過程中,由于可借鑒的資料較少、設(shè)計(jì)難度較大,該電機(jī)的設(shè)計(jì)制造成功對(duì)今后該類電機(jī)的設(shè)計(jì)提供了寶貴的數(shù)據(jù)參考。
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作者簡介:
張帆(1994-7-)男,漢,籍貫:遼寧,學(xué)歷:大學(xué)本科,職稱:助理工程師,研究方向:電氣。
(泰豪沈陽電機(jī)有限公司,遼寧 沈陽110000)