專利名稱：超高效4000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，特別是ー種超高效4000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エ、農、林、牧業等各行各業，以及生活的各個領域，已成為エ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カ消耗國，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，目前我國エ業能耗約占總能耗的70%，其中電機能耗約占エ業總能耗的60% 70%，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IE2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IE3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Y2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；在滿負荷エ況條件下，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エ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4000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83. 1%，也有少量IE2等級的，其能量轉換效率上升到了 86. 6%，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ー種對4000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4000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ー種超高效4000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，轉子包括轉子鉄心和轉子沖片槽，其特征在于所述的定子外徑為19. 00cm，定子內徑為11. 90cm，定子鐵心的長度為15. 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斜肩圓底槽，其中槽底半徑為3. 90mm，槽上部深為12. 55mm，槽肩高度為I. 20mm，槽肩寬度為5. 62mm，槽ロ寬度為3. 00mm，槽ロ高度為0. 80mm，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11. 84cm，轉子內徑為3. 20cm，轉子鐵心的長度為15. 00cm，所述的轉子沖片槽的數量為28個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽的槽形為圓頂圓底槽，其中槽ロ高度為0. 60mm，槽頂半徑為3. 00mm，槽上部深為12. 00mm，槽底半徑為 I. 657mm。本發明的有益效果是由于將定子和轉子的外徑、內徑、鉄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179. 7W，轉子繞組損耗只有132. 8W，鐵心損耗只有24. 3W，包括雜散損耗80. Off,機械損耗29. 3W，其能源總損耗量僅有446. 2W，而現有的4000瓦4極三相異步電動機定子繞組損耗有313. 7W，轉子繞組 損耗有192. 7W，鐵心損耗有105. 8W，包括雜散損耗80. 0W，機械損耗21. 1W，其能源總損耗量有713. 3W，本發明所需要的能源損耗量減少了 37. 45%，大大節約了能源；在輸出功率同為4000瓦的前提下，現有同類產品需要的輸入功率為4. 713kW，能源轉換效率為84. 9%，而本發明所需的輸入功率僅為4. 446kff,能源轉換效率達90. 0%，提高了 5. 1%，與國際電機能效等級標準的最高等級IE3對4000瓦4極三相異步電動機的效率標準要求88. 6%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4. 89A降到了 4. 56A，降低了 6. 75% ;轉速從1434r/min提升到了 1453r/min,加快了 19r/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4000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.槽底半徑，62.槽上部深，63.槽肩高度，64.槽肩寬度，65.槽ロ寬度，66.槽ロ高度，71.槽ロ高度，72.槽頂半徑，73.槽上部深，74.槽底半徑。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進ー步說明。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4000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19. OOcm,定子內徑8做成11. 90cm,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的槽形做成斜肩圓底槽，將其中槽底半徑61做成3. 90mm,槽上部深62做成12. 55mm,槽肩高度63做成I. 20mm,槽肩寬度64做成5. 62mm,槽ロ寬度65做成3. OOmm,槽ロ高度66做成0. 80mm,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15. OOcm ;再將轉子外徑10做成11. 84cm，將轉子內徑11做成3. 20cm，將轉子沖片槽7的數量做成28個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽7的槽形做成圓頂圓底槽，將其中槽ロ高度71做成0. 60mm，槽頂半徑72做成3. 00mm，槽上部深73做成12. OOmm,槽底半徑74做成I. 657mm,然后將轉子鐵心5的長度做成15. OOcm ;其它部分按照普通方法做成4000瓦4極三相異步電動機，即完成超高效4000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Y2-112M型4000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4000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4000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19. OOcm,定子內徑(8)為11. 90cm,定子鐵心(4)的長度為·15. 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)的槽形為斜肩圓底槽，其中槽底半徑(61)為3. 90mm，槽上部深(62)為12. 55mm，槽肩高度(63)為·I. 20mm,槽肩寬度(64)為 5. 62mm,槽ロ寬度(65)為 3. 00mm，槽ロ 高度(66)為 0. 80mm ； 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11. 84cm，轉子內徑(11)為3. 20cm，轉子鐵心(5)的長度為·15. OOcm ； 所述的轉子沖片槽(7)的數量為28個且呈環狀均勻分布，轉子沖片槽(7)的槽形為圓頂圓底槽，其中槽ロ高度(71)為0. 60mm，槽頂半徑(72)為3. 00mm，槽上部深為(73)為·12. OOmm,槽底半徑(74)為 I. 657mm。
全文摘要
超高效4000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4000瓦的前提下，本發明與現有同類產品相比，轉速從1434r/min提升到了1453r/min；電能總損耗量從713.3W，下降到了446.2W，節能37.45%，能源轉換效率從84.9%提升到了90.0%，提高了5.1%，且比國際最高等級標準88.6%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H02K17/14GK102780369SQ201210257408
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