專利名稱：超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)，特別是一種超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)自問世至今已經(jīng)有近二百年歷史，三相異步電動(dòng)機(jī)也有一百多年歷史，目前廣泛地應(yīng)用于各工、農(nóng)、林、牧業(yè)等各行各業(yè)，以及生活的各個(gè)領(lǐng)域，已成為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的必需設(shè)備，但同時(shí)也成為了生產(chǎn)和生活中耗能最大的電器設(shè)備，于是如何使電動(dòng)機(jī)節(jié)能環(huán)保就成為了人們面前的重要課題。我國(guó)是亞洲第一大電力消耗國(guó)，也是世界上 目前缺電最為嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家，從1992年起我國(guó)的年發(fā)電量和用電量均居世界第二位，我國(guó)的能源短缺大多是因?yàn)槟茉蠢速M(fèi)和利用不當(dāng)所造成，目前我國(guó)工業(yè)能耗約占總能耗的70%，其中電機(jī)能耗約占工業(yè)總能耗的60°/Γ70%，因此，電動(dòng)機(jī)能源效率水平的提高對(duì)于我國(guó)能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，根據(jù)調(diào)查，我國(guó)IEl (國(guó)際電機(jī)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn))等級(jí)的電動(dòng)機(jī)使用量仍然占總使用量的90%以上，而ΙΕ2以上的高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)使用比例只占總使用量的8%，能夠達(dá)到ΙΕ3等級(jí)的超高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的使用更是鳳毛麟角；這種狀況對(duì)整個(gè)社會(huì)資源產(chǎn)生了極大的浪費(fèi)，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重阻力，所以，研究開發(fā)高效電動(dòng)機(jī)是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國(guó)和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前我國(guó)市場(chǎng)上通用的是Υ2系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)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(nèi)鑲嵌定子繞組，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上套裝有用硅鋼片制作的由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成的轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子磁極上有轉(zhuǎn)子繞組形成的閉合回路；當(dāng)定子通入電流以后，產(chǎn)生的磁力線通過轉(zhuǎn)子，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流，短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使短路環(huán)部分和未短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；通電啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子存在相對(duì)轉(zhuǎn)速，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的變換；在滿負(fù)荷工況條件下，電動(dòng)機(jī)的效率一般較高，通常在80%左右；然而，一旦負(fù)荷下降，電機(jī)的效率便隨之顯著下降，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)選型時(shí)是按最大可能負(fù)荷和最壞工況所需的功率而定的，多數(shù)電機(jī)在大部分運(yùn)行時(shí)間的負(fù)荷率都在50% 60%，所以實(shí)際運(yùn)行時(shí)的效率都比較低。目前市場(chǎng)上使用的2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)絕大部分是IEl等級(jí)的，其能量轉(zhuǎn)換效率為79. 7%，也有少量ΙΕ2等級(jí)的，其能量轉(zhuǎn)換效率上升到了 84. 3%，但是其節(jié)能效果仍然無法滿足當(dāng)前發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子及其鐵心長(zhǎng)度、沖片槽數(shù)、槽形和尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，通過綜合降低其運(yùn)行損耗，來達(dá)到在確保輸出功率為2200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(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵心、定子沖片槽和定子扣片槽，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子沖片槽，其特征在于所述的定子外徑為18. 00cm，定子內(nèi)徑為11. 20cm，定子鐵心的長(zhǎng)度為12. 00cm，所述的定子沖片槽的數(shù)量為36個(gè)且呈環(huán)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. 711mm，槽上部深為12. 60mm，槽肩高度為O. 47mm，槽肩寬度為5. 30mm，槽口寬度為2. 50mm，槽口高度為O. 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(zhuǎn)子外徑為11. 14cm，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為3. 20cm，轉(zhuǎn)子鐵心的長(zhǎng)度為12. 00cm，所述的轉(zhuǎn)子沖片槽的數(shù)量為44個(gè)且呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽的槽形為圓頂圓底槽，其中槽口高度為O. 55mm,槽頂半徑為I. 905mm,槽上部深為9. OOmm,槽底半徑為 I. 261mm。
本發(fā)明的有益效果是由于將定子和轉(zhuǎn)子的外徑、內(nèi)徑、鐵心長(zhǎng)度以及沖片槽的數(shù)量、槽形和尺寸進(jìn)行了系統(tǒng)性的優(yōu)化合理設(shè)計(jì)，使得定子繞組損耗只有123. 1W，轉(zhuǎn)子繞組損耗只有88. 2W，鐵心損耗只有14. 7W，包括雜散損耗44. Off,機(jī)械損耗23. 6W，其能源總損耗量?jī)H有293. 7W，而現(xiàn)有的2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組損耗有242. 8W，轉(zhuǎn)子繞組損耗有137. 8W，鐵心損耗有67. 9W，包括雜散損耗44. 0W，機(jī)械損耗13. 0W，其能源總損耗量有505. 5W，本發(fā)明所需要的能源損耗量減少了 41. 90%，大大節(jié)約了能源；在輸出功率同為2200瓦的前提下，現(xiàn)有同類產(chǎn)品需要的輸入功率為2. 706kW，能源轉(zhuǎn)換效率為81. 3%，而本發(fā)明所需的輸入功率僅為2. 494kff,能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)88. 2%，提高了 6. 9%，與國(guó)際電機(jī)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)IE3對(duì)2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的效率標(biāo)準(zhǔn)要求86. 7%相比,能量轉(zhuǎn)換效率提高了 I. 5%，大大提高了能源轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)，定子相電流從5. OlA降到了 4. 36A，降低了 12. 97%;轉(zhuǎn)速?gòu)?415r/min提升到了 1443r/min,加快了 28r/min ;由于將定子扣片槽中心線設(shè)計(jì)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(dòng)，降低了電磁噪聲。


圖I為本發(fā)明超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明定子沖片槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.定子，2.轉(zhuǎn)子，3.定子扣片槽，4.定子鐵心，5.轉(zhuǎn)子鐵心，6.定子沖片槽，7.轉(zhuǎn)子沖片槽，8.定子內(nèi)徑，9.定子扣片槽中心線，10.轉(zhuǎn)子外徑，11.轉(zhuǎn)子內(nèi)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.槽口寬度，66.槽口高度，71.槽口高度，72.槽頂半徑，73.槽上部深，74.槽底半徑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示，本發(fā)明包括定子I和轉(zhuǎn)子2兩個(gè)主要部分，基本材料、結(jié)構(gòu)和制作方法與普通2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)相同，不同的地方是將定子外徑12做成18. 00cm，定子內(nèi)徑8做成11. 20cm,定子沖片槽6的數(shù)量做成36個(gè)且呈環(huán)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. 711mm,槽上部深62做成12. 60mm,槽肩高度63做成O. 47mm,槽肩寬度64做成5. 30mm,槽口寬度65做成2. 50mm,槽口高度66做成O. 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(zhǎng)度做成12. OOcm ;再將轉(zhuǎn)子外徑10做成11. 14cm，將轉(zhuǎn)子內(nèi)徑11做成3. 20cm，將轉(zhuǎn)子沖片槽7的數(shù)量做成44個(gè)且呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽7的槽形做成圓頂圓底槽，將其中槽口高度71做成O. 55mm,槽頂半徑72做成I. 905mm,槽上部深73做成9. OOmm,槽底半徑74做成I. 261mm,然后將轉(zhuǎn)子鐵心5的長(zhǎng)度做成12. OOcm ;其它部分按照普通方法做成2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)，即完成超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的制作。經(jīng)檢驗(yàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有通用的Y2-100L1型2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，得出對(duì)比差異如下表。本發(fā)明與傳統(tǒng)的2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)差異比較表?！?br> 權(quán)利要求
1.超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)，包括定子(I)和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)子鐵心(5)和轉(zhuǎn)子沖片槽(7)，其特征在于 所述的定子外徑(12)為18. OOcm,定子內(nèi)徑(8)為11. 20cm,定子鐵心(4)的長(zhǎng)度為.12. OOcm ； 所述的定子沖片槽(6)的數(shù)量為36個(gè)且呈環(huán)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. 711mm，槽上部深(62)為12. 60mm，槽肩高度(63)為.O. 47mm，槽肩寬度(64)為 5. 30mm，槽口寬度(65)為 2. 50mm，槽口高度(66)為 O. 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(zhuǎn)子外徑(10)為11. 14cm，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑(11)為3. 20cm，轉(zhuǎn)子鐵心(5)的長(zhǎng)度為.12. OOcm ； 所述的轉(zhuǎn)子沖片槽(7)的數(shù)量為44個(gè)且呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽(7)的槽形為圓頂圓底槽，其中槽口高度(71)為O. 55mm，槽頂半徑(72)為I. 905mm，槽上部深為(73)為.9. OOmm,槽底半徑(74)為 I. 261mm。
全文摘要
超高效2200瓦4極三相異步電動(dòng)機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，由于將定子和轉(zhuǎn)子的外徑、內(nèi)徑、鐵心長(zhǎng)度和沖片槽的數(shù)量、槽形和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化合理設(shè)計(jì)，使得定子繞組損耗、轉(zhuǎn)子繞組損耗和鐵心損耗大大降低，在輸出功率同為2200瓦的前提下，本發(fā)明與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，轉(zhuǎn)速?gòu)?415r/min提升到了1443r/min，加快了28r/min；電能總損耗量從505.5W，下降到了293.7W，節(jié)能41.90%，能源轉(zhuǎn)換效率從81.3%提升到了88.2%，提高了6.9%，且比國(guó)際最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)86.7%高出1.5%，大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)，由于將定子扣片槽中心線設(shè)計(jì)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(dòng)，降低了電磁噪聲。
文檔編號(hào)H02K1/16GK102780360SQ20121025740
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者呂三元 申請(qǐng)人:重慶市樂爾佳機(jī)械有限公司