[實用新型]港機龍門吊低噪聲起升電動機無效

申請號：	201020602202.0	申請日：	2010-11-11
公開（公告）號：	CN201846212U	公開（公告）日：	2011-05-25
發明（設計）人：	李廣;李彩霞;鐘幼康;孫濤;連鑫;李卯生	申請（專利權）人：	永濟新時速電機電器有限責任公司
主分類號：	H02K17/14	分類號：	H02K17/14;H02K3/04
代理公司：	山西太原科衛專利事務所 14100	代理人：	朱源
地址：	044500 山***	國省代碼：	山西;14
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摘要：
搜索關鍵詞：	龍門吊噪聲電動機
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及電動機，具體為港機龍門吊低噪聲起升電動機。

背景技術

輪胎式集裝箱門式起重機（簡稱：龍門吊）是集裝箱碼頭后方堆場作業的專用設備，與之配套的起升電動機通常采用變頻調速異步電動機。龍門吊要求起升電動機具有高過載能力，設計時通常采用提高起升電機磁負荷、降低漏抗來滿足龍門吊高過載能力的要求，因此容易導致電機高頻電磁噪聲偏高。現有龍門吊起升電動機采用普通變頻調速異步電動機的設計方法進行電磁計算和機械結構設計，樣機經現場運行后發現電機噪聲高達103?dB（A），超出港口環境的85?dB（A）噪聲限值要求。由于龍門吊司機室位于起升電動機下方的特殊安裝結構，因此從司機工作環境及勞動保護方面考慮，港口用戶對變頻調速起升電動機的噪聲要求十分嚴格。目前符合上述要求的低噪聲起升電動機基本依靠從國外公司進口。

發明內容

本實用新型解決現有港機龍門吊起升電動機噪聲大的問題，提供一種港機龍門吊低噪聲起升電動機。???

本實用新型是采用如下技術方案實現的：港機龍門吊低噪聲起升電動機，包括機座、定子鐵心；定子鐵心由定子沖片疊壓而成，定子鐵心內設有定子線圈，機座兩端分別固定有前、后端蓋（電動機以傳動端為后，非傳動端為前），前、后端蓋上經軸承支撐有轉軸，轉軸上有轉子鐵心，轉子鐵心由轉子沖片疊壓而成，轉子鐵心槽內裝有導條，兩端與端環焊接為一體鼠籠；定子沖片槽數54，轉子沖片槽數66；定子線圈使用成型繞組，按節距7、繞組短距比β為7/9繞制。

進一步地，電磁設計時將氣隙磁密降低到0.9T以下，從而減小諧波磁場的幅值，進一步降低電機的電磁振動和噪聲。

本實用新型在研制過程中主要借鑒普通恒頻異步電機電磁噪聲的分析方法，并首次運用有限元分析手段對電磁噪聲的產生原因進行分析，找到產生電磁噪聲的真正原因，從而確定降低電磁噪聲的有效方法。

一、選擇合理的定、轉子槽配合有效降低電磁噪聲。

（1）對原技術方案電機槽配合下產生高頻電磁噪聲的原因進行分析

首先對原型電機定轉子槽配合54/44齒諧波產生的低階徑向力波頻率計算，計算結果為4階徑向力波頻率為1678Hz。

其次，對定子鐵心固有振動頻率進行計算。為計算定子鐵心的固有頻率，根據機座和定子鐵心尺寸建立三維有限元模型，模型選用SOLID45?tetrahedra單元類型，剖分中采用ANSYS提供的智能網格剖分，求解類型選擇Block?Lanczos法，求解模態數目根據噪聲分析需要取值為10，材料主要參數按通常選取，不添加任何約束和載荷，考慮無阻尼自由振動狀態下定子鐵心固有頻率。計算結果列于表1。

表1：定子鐵心固有頻率計算值

綜合上述計算結果：當4階徑向力波頻率為1678Hz與定子鐵心4階固有振動頻率1600Hz兩者接近，從而發生共振產生高頻電磁噪聲。

（2）本實用新型所述低噪聲起升電動機定轉子槽配合選擇

采用同樣的計算方法，對多種槽配合進行分析計算，通過大量的篩選及試驗證明，當槽配合54/66情況下，6階力波頻率為1912Hz與定子鐵心6階固有振動頻率2707Hz相差很遠，不會產生共振，進而可以消除高頻電磁噪聲。

因此本實用新型所述的低噪聲起升電動機定轉子槽配合采用54/66。

二、采用合適的定子繞組節距，降低電磁噪聲。

結構設計時，選取定子繞組節距定為7，繞組短距比β為7/9，降低諧波比漏磁導，相應多次諧波被大大削弱，其磁動勢波形中的諧波含量減少，有效降低電磁噪聲。

三、進一步地選擇合理的氣隙磁密，降低電機的振動和噪聲。

電磁設計時將氣隙磁密降低到0.9T以下，從而減小諧波磁場的幅值，降低電機的電磁振動和噪聲。

四、有效減小氣隙偏心，降低電磁振動和噪聲。

設計和制造中對機座、前后端蓋等部件的同軸度進行嚴格控制，從而減小氣隙偏心，使徑向力波幅值降低，可部分降低電磁振動和電磁噪聲。

通過噪聲試驗，對電機空載狀態下的噪聲指標進行檢測（見表2）。