一種14極三相異步電動機的製作方法
2023-05-25 03:48:41
專利名稱：一種14極三相異步電動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動機，尤其是一種14極三相異步電動機。
背景技術：
目前，國內三相異步電動機技術已普遍應用於2極、4極、6極、8極、10極、12極 中。現有技術中，6極定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積是定子軛部高度的10 18倍，轉 子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積是轉子軛部高度的7 16倍；8極定子衝片的槽數與定子 齒寬的乘積是定子軛部高度的15 25倍，轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積是轉子軛部 高度的8 23倍；10極定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積是定子軛部高度的24 27倍， 轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積是轉子軛部高度的9 24倍；12極定子衝片的槽數與 定子齒寬的乘積是定子軛部高度的25 28倍，轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積是轉子 軛部高度的10 26倍；而對於14極的電動機，則借用現有的6 12極的某一個極數的定 轉子衝片製作，如附圖圖1和圖2所示。圖1為現有技術的12極定子衝片結構，應用於14 極三相異步電動機中，當定子齒部磁通密度為一個合理值(例如15500高斯)時，定子軛 部的磁通密度則為8920 10300高斯，顯然磁路不平衡。圖2為現有技術的10極轉子衝 片結構，應用於14極三相異步電動機中，當轉子齒部磁通密度為一個合理值(例如15500 高斯)時，轉子軛部的磁通密度則為3500 9300高斯，顯然磁路不平衡。如果借用8極轉 子衝片結構製作，則轉子軛部的磁通密度將更低，磁路將更不平衡。可見，採用現有的6 12極的某一個極數的定轉子衝片製作14極的電動機導致磁路分布極不平衡，定子齒部磁 路的磁通密度過於飽和而定子軛部磁路的磁通密度又過低，無法使磁性材料得到充分的應 用。有時為了使定子齒部磁路的磁通密度滿足要求，不得不加長鐵心長度，導致材料的浪 費，成本的增加。轉子磁路同樣存在上述磁路分布不平衡的問題。現有技術中，常用的定轉子槽配合有36/28、48/44、54/58/、72/58、72/86、72/84、 90/72、90/106等，應用於14極電動機中每極每相槽數為分數；例如，定子槽數Ql = 90，則 定子每極每相槽數(q = Ql/m/2P = 90/3/14 = 15/7)為分數。當每極每相槽數為分數時， 繞組中的相帶諧波含量異常豐富，電動機運行時電磁噪聲顯著；同時由於相帶諧波含量增 加導致電動機諧波漏抗增大、雜散損耗增加，電動機起動力矩、最大力矩及電動機運行效率 下降；此外，當每極每相槽數為分數時，三相繞組之間為非對稱排列，致使定子繞組嵌線工 時增加，出錯率增大。而且，借用現有的6 12極的某一個極數的定轉子衝片的槽配合用於14極電動 機中不合適，還可能產生電磁噪聲，或運行時產生附加轉矩等不良現象。
發明內容本實用新型提供一種設計合理、能夠充分滿足14極三相異步電動機要求的設計方案。本實用新型的14極三相異步電動機，其中，定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積
3是定子軛部高度的30 42倍。設定子槽數為Q1，定子齒寬為btl，定子軛高為hjl，則有 QlXbtl= (30 42)hjl。這樣，使得定子齒部磁通密度為定子軛部磁通密度的1.0 1.4 倍，電機定子衝片得到充分合理的利用。當定子齒部磁通密度為一個合理值(例如15500 高斯)時，定子軛部的磁通密度則為11070 15500高斯，顯然磁路相對均衡。本實用新型的14極三相異步電動機，其中，轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積 是轉子軛部高度的32 40倍。設轉子槽數為Q2，轉子齒寬為bt2，轉子軛高為hj2，則有 Q2Xbt2 = (32 40)hj2。這樣，使得轉子齒部磁通密度為轉子軛部磁通密度的1. 05 1. 32倍，電機轉子衝片得到充分合理的利用。當轉子齒部磁通密度為一個合理值(例如 15500高斯)時，轉子軛部的磁通密度則為11740 14760高斯，顯然磁路相對均衡。同時，使定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積等於或基本上等於轉子衝片的槽數與 轉子齒寬的乘積。這樣，定子衝片的磁路與轉子衝片磁路之間也相對均衡。本實用新型電機定子衝片的Ql Xbtl^hjl參數值和轉子衝片Q2Xbt2 + hj2參數 值均為適宜於14極電機的合理參數值，QlXbtl ^ Q2Xbt2，使得定子齒部和軛部的磁路相 對均衡、轉子齒部和軛部的磁路相對均衡、定子與轉子的磁路相對均衡，使磁性材料得到充 分的利用，從而降低成本、降低鐵耗、提高性能。本實用新型的14極三相異步電動機，其中，定/轉子的槽配合為42/60、84/60、 126/106，定子每極每相槽數為整數。即Q1/Q2為42/60、84/60、126/106，定子每極每相槽 數(q = Ql/m/2P 例如 Ql = 84，m = 3，2P = 14。則 q = 84/3/14 = 2)為整數。這樣，電 動機的各次諧波含量很小，從而克服了現有技術對14極電機性能的不良現象，充分滿足了 電動機對振動、噪聲、效率、力矩等綜合性能的要求。本實用新型的14極三相異步電動機，其中，轉子為鼠籠型，當定子槽數小於轉子 槽數(Ql Q2)，轉 子斜槽的距離為1個轉子齒距。即設定子內徑為Dil，轉子外徑為D2，定子齒距為tl，轉 子齒距為t2，轉子斜槽為sk，則當Ql Q2時， 取sk = t2 = π XD2 + Q2。這樣以便削弱電動機定子、轉子齒諧波。本實用新型的14極三相異步電動機，其中，所述的定子衝片設有若干個定子槽， 相鄰定子槽間設有衝片齒，衝片齒為平行齒或基本平行齒。
圖1為現有技術的電機定子衝片結構示意圖；圖2為現有技術的電機轉子衝片結構示意圖；圖3為本實用新型的14極三相異步電動機定子衝片結構示意圖；圖4為本實用新型的14極三相異步電動機轉子衝片結構示意圖；Ql定子槽數btl定子齒寬hjl定子軛高Q2轉子槽數bt2轉子齒寬為hj2轉子軛 尚ο
具體實施方式
以下將結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。如附圖3所示的本實用新型的定子衝片結構，定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積是定子軛部高度的30 42倍，S卩=QlXbtl= (30 42)hjl。其中，定子衝片包括若干個 定子槽、相鄰定子槽間設有衝片齒，衝片齒為平行齒或基本上為平行齒。與本實用新型的定 子衝片相比，附圖1所示的現有技術的QlXbtl+hjl參數值明顯要小，反映出現有技術中 的定子衝片的軛部高度hjl相對定子齒寬btl很大，定子齒部和軛部的磁路則不均衡，磁性 材料不能得到充分的利用。如附圖4所示的本實用新型的轉子衝片結構，轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積 是轉子軛部高度的32 40倍，S卩Q2Xbt2= (32 40)hj2。與本實用新型的轉子衝片相 比，附圖2所示的現有技術的轉子衝片Q2Xbt2 + hj2參數值明顯要小，反映出現有技術中 的轉子衝片的軛部高度較本實用新型電機衝片Q2Xbt2 + hj2參數值相對轉子齒寬bt2很 大，轉子齒部和軛部的磁路則不均衡，磁性材料不能得到充分的利用。表1為借用現有技術的定子衝片的90槽跨距為5的14極電動機定子繞組諧波分 析。由表1可見諧波含量異常豐富，FP = 100以內的諧波中，除極對數為7的基波外，還含 有低次諧波 1、5，高次諧波 11、13、19、23、25、29、31、35、37、41、43、47、49、51、53、55、59、61、 65、67、71、73、79、83、85、89、91、97等，應用於電機中則振動及電磁噪聲增大、電機損耗增 加、效率下降、電機起動及最大力矩減小。表1 :90槽跨距為5的14極電動機定子繞組諧波分析Ql = 90 2P = 14 Y = 5 Ql = 15/7 Gl = 100K = 0P = 7 Kyp = . 9397 KqpA = · 9551 KqpB = · 9551 KqpC = · 9551 FP = 100 FPF =0表2為本實用新型的84槽跨距為5的14極電動機定子繞組諧波分析，顯然，電 動機的各次諧波含量很小，FP = 100以內的諧波中，除極對數為7的基波外，沒有低次諧波1、5，高次諧波中也只有35、49、77、91等，這樣就克服了現有技術對14極電機性能的不良現 象，充分滿足了電動機對振動、噪聲、效率、力矩等綜合性能的要求。表2 本實用新型的84槽跨距為5的14極電動機定子繞組諧波分析Ql = 842 P = 14 Y = 5 Ql = 2/1 Gl = 100K = 0P = 7 Kyp = . 9659 KqpA = . 9659 KqpB = . 9659 KqpC = . 9659 FP = 100 FPF =0
權利要求一種14極三相異步電動機，其特徵在於定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積是定子軛部高度的30～42倍。
2.如權利要求1所述的14極三相異步電動機，其特徵在於轉子衝片的槽數與轉子齒 寬的乘積是轉子軛部高度的32 40倍。
3.如權利要求1所述的14極三相異步電動機，其特徵在於所述的定子衝片的槽數與 定子齒寬的乘積等於或基本上等於轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積。
4.如權利要求1所述的14極三相異步電動機，其特徵在於所述的定子衝片設有若干 個定子槽，相鄰定子槽間設有衝片齒，衝片齒為平行齒。
5.如權利要求1所述的14極三相異步電動機，其特徵在於定/轉子的槽配合為 42/60,84/60,126/106,定子每極每相槽數為整數。
6.如權利要求1所述的14極三相異步電動機，其特徵在於當定子槽數小於轉子槽 數，轉子斜槽的距離為1個定子齒距；當定子槽數大於轉子槽數，轉子斜槽的距離為1個轉 子齒距。
7.如權利要求6所述的14極三相異步電動機，其特徵在於所述的轉子為鼠籠型。
專利摘要本實用新型公開了一種14極三相異步電動機，定子衝片的槽數與定子齒寬的乘積是定子軛部高度的30～42倍。轉子衝片的槽數與轉子齒寬的乘積是轉子軛部高度的32～40倍。定/轉子的槽配合為42/60、84/60、126/106，定子每極每相槽數為整數。轉子為鼠籠型，當定子槽數小於轉子槽數，轉子斜槽的距離為1個定子齒距；反之，轉子斜槽的距離為1個轉子齒距。本實用新型衝片結構均勻，定子齒部及軛部磁通密度、轉子齒部及軛部磁通密度分布合理均衡，有效降低了衝片的鐵損耗、減少電機發熱和降低繞組溫升。
文檔編號H02K17/14GK201656716SQ20102016570
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者餘海剛 申請人:浙江創新電機有限公司