[發(fā)明專(zhuān)利]超節(jié)能4000瓦2極三相異步電動(dòng)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210188176.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102710075A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂三元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶市樂(lè)爾佳機(jī)械有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K17/12
• 分類(lèi)號(hào): H02K17/12;H02K1/16;H02K1/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)，特別是一種超節(jié)能4000瓦2極三相異步電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

電動(dòng)機(jī)自問(wèn)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%~70%，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)IE1（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IE2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IE3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(kāi)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Y2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)子繞組形成了一個(gè)閉合回路；當(dāng)定子通入電流以后，產(chǎn)生的磁力線(xiàn)通過(guò)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(lái)，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的變換；在滿(mǎn)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4000瓦2極三相異步電動(dòng)機(jī)絕大部分是IE1等級(jí)的，其能量轉(zhuǎn)換效率為83.1%，也有少量IE2等級(jí)的，其能量轉(zhuǎn)換效率上升到了85.8%，但是其節(jié)能效果仍然無(wú)法滿(mǎn)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(wèn)題是提供一種對(duì)4000瓦2極三相異步電動(dòng)機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子及其鐵心、槽形和尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)綜合降低其運(yùn)行損耗，來(lái)達(dá)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(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種超節(jié)能4000瓦2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內(nèi)徑為9.3cm，定子鐵心的長(zhǎng)度為12.0cm，所述的定子沖片槽的槽形為梯形槽，其中槽底寬度為7.00mm，槽上部深為15.70mm，槽肩高度為0.98mm，槽肩寬度為5.50mm，槽口寬度為2.50mm，槽口高度為0.80mm，所述的定子扣片槽中心線(xiàn)從定子沖片槽的兩槽中間穿過(guò)，所述的轉(zhuǎn)子外徑為9.23cm，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為3.2cm，轉(zhuǎn)子鐵心的長(zhǎng)度為12.0cm，所述的轉(zhuǎn)子沖片槽的槽形為圓頂圓底雙鼠籠槽，其中槽口高度為0.50mm，上槽半徑為2.25mm，下槽口寬為1.00mm，下槽口高為2.00mm，下槽頂半徑為2.50mm，下槽部深為8.0mm，下槽底半徑為1.20mm。

本發(fā)明的有益效果是由于將定子的內(nèi)徑、鐵心長(zhǎng)度和定子沖片槽的槽形和尺寸以及轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑、外徑、鐵心長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)子沖片槽的槽形和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化合理設(shè)計(jì)，使得定子繞組損耗只有174.6w，轉(zhuǎn)子繞組損耗只有104.9w，鐵心損耗只有37.6w，而現(xiàn)有的4000瓦2極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組損耗有364.1w，轉(zhuǎn)子繞組損耗有148.8w，鐵心損耗有110.5w；在輸出功率同為4000瓦的前提下，現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品需要的輸入功率為4.814kw，能源轉(zhuǎn)換效率為83.1%，而本發(fā)明所需的輸入功率僅為4.508kw，能源轉(zhuǎn)換效率為88.7%，大大節(jié)約了能源；同時(shí)，由于將定子扣片槽中心線(xiàn)設(shè)計(jì)成從定子沖片槽的兩槽中間穿過(guò)，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。

附圖說(shuō)明