專利名稱：超高效7500瓦4極三相異步電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動機，特別是一種超高效7500瓦4極三相異步電動機。
背景技術：
電動機自問世至今已經有近二百年歷史，三相異步電動機也有一百多年歷史，目前廣泛地應用于各工、農、林、牧業等各行各業，以及生活的各個領域，已成為工業生產和人民生活中的必需設備，但同時也成為了生產和生活中耗能最大的電器設備，于是如何使電動機節能環保就成為了人們面前的重要課題。我國是亞洲第一大電力消耗國，也是世界上目前缺電最為嚴重的發展中國家，從1992年起我國的年發電量和用電量均居世界第二位， 我國的能源短缺大多是因為能源浪費和利用不當所造成，目前我國工業能耗約占總能耗的70%，其中電機能耗約占工業總能耗的60°/Γ70%，因此，電動機能源效率水平的提高對于我國能源節約、環境保護以及促進經濟發展具有重要意義，根據調查，我國IEl (國際電機能效等級標準)等級的電動機使用量仍然占總使用量的90%以上，而ΙΕ2以上的高效節能電動機使用比例只占總使用量的8%，能夠達到ΙΕ3等級的超高效節能電動機的使用更是鳳毛麟角；這種狀況對整個社會資源產生了極大的浪費，是發展低碳經濟的嚴重阻力，所以，研究開發高效電動機是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國和世界經濟發展的需要。目前我國市場上通用的是Υ2系列三相異步電動機，這種電動機包括定子和轉子兩大部分，其定子鐵心是由硅鋼片制作的定子沖片疊壓而成，沖片上有若干凹槽，凹槽內鑲嵌定子繞組，轉子的轉軸上套裝有用硅鋼片制作的由轉子沖片疊壓而成的轉子磁極，轉子磁極上有轉子繞組形成的閉合回路；當定子通入電流以后，產生的磁力線通過轉子，并在其中產生感應電流，短路環中的電流阻礙磁通的變化，致使短路環部分和未短路環部分產生的磁通有了相位差，從而形成旋轉磁場；通電啟動后，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，旋轉磁場與轉子存在相對轉速，并與磁場相互作用產生電磁轉矩，使轉子旋轉起來，實現電能與機械能的變換；在滿負荷工況條件下，電動機的效率一般較高，通常在80%左右；然而，一旦負荷下降，電機的效率便隨之顯著下降，因為電動機選型時是按最大可能負荷和最壞工況所需的功率而定的，多數電機在大部分運行時間的負荷率都在50% 60%，所以實際運行時的效率都比較低。目前市場上使用的7500瓦4極三相異步電動機絕大部分是IEl等級的，其能量轉換效率為86. 0%，也有少量ΙΕ2等級的，其能量轉換效率上升到了 88. 7%，但是其節能效果仍然無法滿足當前發展低碳經濟的需要。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對7500瓦4極三相異步電動機的定子、轉子及其鐵心長度、沖片槽數、槽形和尺寸進行優化設計的方法，通過綜合降低其運行損耗，來達到在確保輸出功率為7500瓦的前提下,更大限度地降低輸入功率目的。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種超高效7500瓦4極三相異步電動機，包括定子和轉子，定子包括定子鐵心、定子沖片槽和定子扣片槽，轉子包括轉子鐵心和轉子沖片槽，其特征在于所述的定子外徑為22. 00cm，定子內徑為13. 70cm，定子鐵心的長度為18. 00cm，所述的定子沖片槽的數量為36個且呈環狀均勻分布，定子沖片槽的槽形為梯形槽，其中槽口寬度為3. 50mm,槽口高度為O. 80mm,槽上部深為19. 50mm,槽肩寬度為6. 70mm，槽肩高度為O. 92mm，槽底寬度為8. 40mm，所述的定子扣片槽中心線從定子沖片槽的兩槽中間穿過，所述的轉子外徑為13. 63cm，轉子內徑為4. 20cm，轉子鐵心的長度為18. OOcm,所述的轉子沖片槽的數量為32個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽的槽形為斜肩圓底槽，其中槽口寬度為I. 00mm，槽口高度為O. 90mm，槽上部深為16. 50mm，槽肩寬度為
6.00mm，槽肩高度為I. 29mm，槽底半徑為2. 00mm。本發明的有益效果是由于將定子和轉子的外徑、內徑、鐵心長度以及沖片槽的數量、槽形和尺寸進行了系統性的優化合理設計，使得定子繞組損耗只有241. 9W，轉子繞組損耗只有175. Off,鐵心損耗只有46. Off,包括雜散損耗150. Off,機械損耗52. 7W，其能源總損耗量僅有665. 6W，而現有的7500瓦4極三相異步電動機定子繞組損耗有456. 7W，轉子繞組損 耗有261. 0W，鐵心損耗有177. 3W，包括雜散損耗150. 0W，機械損耗43. 8W，其能源總損耗量有1088. 8W，本發明所需要的能源損耗量減少了 38. 87%，大大節約了能源；在輸出功率同為7500瓦的前提下，現有同類產品需要的輸入功率為8. 589kW，能源轉換效率為87. 3%，而本發明所需的輸入功率僅為8. 166kff,能源轉換效率達91. 8%，提高了 4. 5%，與國際電機能效等級標準的最高等級IE3對7500瓦4極三相異步電動機的效率標準要求90. 4%相比，能量轉換效率提高了 I. 4%，大大提高了能源轉換效率；同時，定子相電流從8. 89A降到了 8. 44A，降低了 5. 06% ;轉速從1451r/min提升到了 1466r/min,加快了 15r/min ;由于將定子扣片槽中心線設計成從定子沖片槽的兩槽中間穿過，削弱了氣隙中的徑向電磁力波，減少了電磁振動，降低了電磁噪聲。
圖I為本發明超高效7500瓦4極三相異步電動機的剖視結構示意圖。圖2為本發明定子沖片結構示意圖。圖3為本發明定子沖片槽結構示意圖。圖4為本發明轉子沖片結構示意圖。圖5為本發明轉子沖片槽結構示意圖。圖中1.定子，2.轉子，3.定子扣片槽，4.定子鐵心，5.轉子鐵心，6.定子沖片槽，
7.轉子沖片槽，8.定子內徑，9.定子扣片槽中心線，10.轉子外徑，11.轉子內徑，12.定子外徑，61.槽口寬度，62.槽口高度，63.槽上部深，64.槽肩寬度，65.槽肩高度，66.槽底寬度，71.槽口寬度，72.槽口高度，73.槽上部深，74.槽底寬度，75.槽肩高度，76.槽底半徑。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。如圖I所示，本發明包括定子I和轉子2兩個主要部分，基本材料、結構和制作方法與普通7500瓦4極三相異步電動機相同，不同的地方是將定子外徑12做成22. 00cm，定子內徑8做成13. 70cm,定子沖片槽6的數量做成36個且呈環狀均勻分布，定子沖片槽6的槽形做成梯形槽，將其中槽口寬度61做成3. 50mm,槽口高度62做成O. 80mm,槽上部深63做成19. 50mm,槽肩寬度64做成6. 70mm,槽肩高度65做成O. 92mm,槽底寬度66做成8. 40mm,將定子扣片槽中心線9從定子沖片槽6的兩槽中間穿過，然后組裝成定子鐵心4，將定子鐵心4的長度做成18. OOcm ;再將轉子外徑10做成13. 63cm，將轉子內徑11做成4. 20cm，將轉子沖片槽7的數量做成32個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽7的槽形做成斜肩圓底槽，將其中槽口寬度71做成I. OOmm,槽口高度72做成O. 90mm,槽上部深73做成16. 50mm,槽肩寬度74做成6. 00mm，槽肩高度75做成I. 29mm，槽底半徑76做成2. 00mm，然后將轉子鐵心5的長度做成18. OOcm ;其它部分按照普通方法做成7500瓦4極三相異步電動機，即完成超高效7500瓦4極三相異步電動機的制作。經檢驗，本發明與現有通用的Y2-132M型7500瓦4極三相異步電動機相比較，得 出對比差異如下表。本發明與傳統的7500瓦4極三相異步電動機的結構差異比較表。
權利要求
1.超高效7500瓦4極三相異步電動機，包括定子(I)和轉子(2)，定子(I)包括定子鐵心(4)、定子沖片槽(6)和定子扣片槽(3)，轉子(2)包括轉子鐵心(5)和轉子沖片槽(7)，其特征在于 所述的定子外徑(12)為22. OOcm,定子內徑(8)為13. 70cm,定子鐵心(4)的長度為·18. OOcm ； 所述的定子沖片槽(6)的數量為36個且呈環狀均勻分布，定子沖片槽(6)的槽形為梯形槽，其中槽口寬度(61)為3. 50mm，槽口高度(62)為O. 80mm ;槽上部深(63)為19. 50mm,槽肩寬度(64)為6. 70mm，槽肩高度(65)為O. 92mm，槽底寬度(66)為8. 40mm, 所述的定子扣片槽中心線(9)從定子沖片槽(6)的兩槽中間穿過； 所述的轉子外徑(10)為13. 63cm，轉子內徑(11)為4. 20cm，轉子鐵心(5)的長度為·18. OOcm ； 所述的轉子沖片槽(7)的數量為32個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽(7)的槽形為斜肩圓底槽，其中槽口寬度(71)為I. OOmm，槽口高度(72)為O. 90mm，槽上部深為(73)為·16. 50_，槽肩寬度(74)為6. 00_，槽肩高度(75)為I. 29_，槽底半徑(76)為2. 00_。
全文摘要
超高效7500瓦4極三相異步電動機，包括定子和轉子，由于將定子和轉子的外徑、內徑、鐵心長度和沖片槽的數量、槽形和尺寸進行了系統性的優化合理設計，使得定子繞組損耗、轉子繞組損耗和鐵心損耗大大降低，在輸出功率同為7500瓦的前提下，本發明與現有同類產品相比，轉速從1451r/min提升到了1466r/min；電能總損耗量從1088.8W，下降到了665.6W，節能38.87%，能源轉換效率從87.3%提升到了91.8%，提高了4.5%，且比國際最高等級標準90.4%高出1.4%，大大提高了能量轉換效率；同時，由于將定子扣片槽中心線設計成從定子沖片槽的兩槽中間穿過，削弱了氣隙中的徑向電磁力波，減少了電磁振動，降低了電磁噪聲。
文檔編號H02K17/12GK102780357SQ20121025740
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者呂三元 申請人:重慶市樂爾佳機械有限公司