[發明專利]基于磁路計算與電磁場校核的異步電機轉子通風孔設計方法

在審

• 申請號: 202110831590.2
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113704900A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 褚鵬;姚迎霞;陳鈺蓮;朱勝蘭
• 申請（專利權）人: 無錫歐瑞京電機有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 無錫松禾知識產權代理事務所(普通合伙) 32316
• 代理人: 朱亮淞

本發明公開了一種基于磁路計算與電磁場校核的異步電機轉子通風孔設計方法，方法步驟為：第一步驟，先根據電機性能指標要求按磁路法計算每極磁通Φ；第二步驟，計算轉子軛部磁密Bc；第三步驟，利用電磁場計算方法對通風孔最窄處的磁密進行校核。本發明提供一種基于磁路計算與電磁場校核的異步電機轉子通風孔設計方法能有效的平衡通風與保持轉子磁路通暢的效果。

技術領域

本發明涉及電機轉子通風孔設計領域。

背景技術

因大中型三相異步電機具有效率高，功率因數高等特點，在工礦行業中占據重要地位。近年來，隨著節能減排意識深入人心，三相異步電機往大中型化發展的趨勢越發明顯，但電機冷卻方式卻極大制約著異步電機的發展。目前中大型以上IC411,IC611等冷卻方式的電機。電機均在轉子軸向開設有通風孔，其中通風孔開設在沖片上對于轉子冷卻效果尤為明顯，但因通風孔位于電機轉子磁路上，增加了磁阻，導致電機無功電流增大，從而增加了損耗，如何平衡通風效果與保持轉子磁路通暢，目前行業內尚未有統一明確的通風孔尺寸設計方法。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于磁路計算與電磁場校核的異步電機轉子通風孔設計方法能有效的平衡通風與保持轉子磁路通暢的效果。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

基于磁路計算與電磁場校核的異步電機轉子通風孔設計方法，方法步驟為：

第一步驟，先根據電機性能指標要求按磁路法計算每極磁通Φ；

第二步驟，計算轉子軛部磁密Bc；

第三步驟，利用電磁場計算方法對通風孔最窄處的磁密進行校核。

進一步的，所述每極磁通Φ的計算公式如下：

式中Φ：每極磁通；E：繞組的相電動勢；f：電流頻率；K_Nm：氣隙磁場的波形系數；K_dp：電機的繞組系數；N：繞組每相串聯匝數。

進一步的，所述轉子軛部磁密Bc計算公式如下：

式中Bc：轉子軛部磁密；p：極對數；Ac：轉子軛部面積；

當轉軸為筋板軸或不導磁材料時，

當轉軸為導磁材料時，

式中D₂：轉子槽底分布圓直徑；D₁：轉軸直徑；n：通風孔個數；A_i：單個通風孔面積；

在工程計算時可按Bc1.8T計算出單個通風孔的最大面積Ai，然后按最大面積來設計通風孔。

進一步的，設通風孔最窄處為通風孔分布圓D₃；在電磁場中，給繞組通以堆成互差120°電角度三相電源，待電機進入穩態后，計算通風孔分布圓D₃處圓周內磁密幅值，同樣以Bc1.8為合格。

進一步的，在電機軸向的電機轉子沖片上開設通風孔，所述通風孔為通槽；所述電機轉子沖片包括沖片本體和圓周陣列設置于所述沖片本體邊緣且沿沖片本體徑向方向的齒槽，所述沖片本體中心開設有軸孔，任意兩兩相鄰的齒槽之間構成齒板，所述齒槽的槽寬在徑向方向上從內圈至外圈為從小至大過渡，齒槽的槽型上設計成倒的鴨梨型；所述齒槽間距沖片本體的邊緣設置，且所述齒槽的外圈與沖片本體的外緣開設有線性豁口狀的連通口。