【www.zgpaoc.com--400字】
摘要： 本文讨论了YR4000-12/2150 10kV大型绕线式三相异步电动机的设计研制过程。围绕着设计过程中各部分进行了分析，为今后设计制造大型绕线式三相异步电动机积累了经验。
关键词：绕线式异步电动机 设计 研制
1、前言
YR绕线式三相异步电动机广泛应用于拖动磨机、轧机等机械设备， 我公司研制开发了YR4000-12/2150 10kV大型绕线式三相异步电动机产品。本文对该电机的设计与研制进行了分析，以期为该类电机设计开拓一个新的思路。
2、大型绕线式三相异步电动机的设计过程分析
2.1电磁设计
根据设计技术要求，确定电机的电磁负荷以及与电磁性能有关的有效部分的尺寸，包含电机的定转子冲片和铁心尺寸及绕组数据等，选定材料，并核算电磁性能和有关参数。定子齿部磁1.48 T，轭部磁1.35T，转子齿部磁1.51T，轭部磁1 .45T。定子采用双层叠绕组绕组，连接形式定、转子采用Y -Δ连接，并联支路数选为2。
2.2结构设计
电机的结构设计是根据电机的使用要求、技术条件以及电磁设计所确定的有关数据，确定电机的机械结构、零部件尺寸，材料的规格、性能及加工要求。YR4000-12/2150 10kV大型绕线式三相异步电动机中心高确定为630 mm，结构形式为IM7311，冷却方式IC01 ，防护等级IP23，主要由定子、转子、集电环、刷架、座式轴承、底架等几大部分组成。
（ 1 ） 定子
定子是由定子铁心、机座、定子绕组等组成。结构形式如图1所示 。
1. 定子绕组；2. 端箍；3. 定子铁心；4. 机座 5. 线夹；6.定子引接线
（ a） 定子铁心
因定子直径大，达到2150mm，因而冲片为多边形扇形片，整圆12片，用0.5mm优质冷轧硅钢片做导磁材料。
（ b） 定子机座
采用卧式开启式圆形钢板焊接结构，两侧开有通风孔。这种结构形式紧凑，通风效果好。
（ c） 定子绕组
定子绕组是由相互绝缘的实心矩形股线组成的，采用叠绕组。定子线规选用F级绝缘扁铜线，耐热可达155℃，对地绝缘及主绝缘采用连续式F级云母带包扎，使电机对地绝缘更加可靠。为防止端部和槽部电晕，槽部采用低阻防晕带，端部采用高阻防晕带。为防止绕组端部产生振动和变形，该电机设计了可调的电机端箍支撑。为监测控制定子铁心和线圈温升，设置了6个带远传双支PT 100测温元件。
图1 定子结构示意图
（2 ） 转子
转子是由转子铁心、转子线圈、转轴、集电环、刷架等组成。
（ a） 转子铁心：转子冲片外径大于1180mm ， 采用 6片扇形片。
（ b） 转子支架：转子支架为铸钢与钢板的焊接结构。为保证强度要求，支架套筒选取了焊接性好的品种。既满足了较高的强度要求，又满足了与钢板的焊接性要求。转子支架与转轴热套。为保证转子支架外圆与转轴的同轴度，转子支架在与轴热套前留4 mm加工量，与轴热套后再加工到最终尺寸。看似简单的安排，对下一步的铁心压装、保证气隙均匀起到了作用。
（ c） 线圈支架：线圈支架兼做转子压圈。铁心与线圈支架、转子支架之间以12 根螺柱轴向定位，以6对斜键径向定位，与轴成为一个整体线圈支架与转子线圈间留有间隙，中间垫以绝缘材料，对线圈具有良好的支撑。
（ d） 转子线圈：转子线圈绝缘采用三合一绝缘包扎模压成型半固化工艺，增强了耐压水平。转子线圈采用TMR扁铜排并绕插入式绕组，包好绝缘后将线圈进行热压固化，然后进行嵌线。为防止嵌线时损伤绝缘，线圈外包一层复合箔。嵌线完后转子整体浸无溶剂漆，并烘干。由于转子外径大，离心力高大，转子线圈端部的绑扎支撑和绝缘尤为重要。
轴伸端设置零环，减少了转子线圈接线的复杂程度，零环用均布的12个线夹固定在线圈支架上，与线圈支架之间垫以适形材料。为了良好绝缘，转子线圈上下层之间垫以绝缘材料。转子线圈端部引线接头采用银焊，保证了过电面积和焊接质量。
转子线圈端部绑扎无纬带，无纬带选材使用了强度高的聚酯型无纬带，无纬带厚度、匝数、承受的应力进行了详细的计算，小于许用应力。
（e） 转轴：转轴是电机转动部分的关键部件。它要传递转矩，承受转子全部重力和单边磁拉力，还要承受弯矩、轴向推力等力。因此转轴材料采用45号钢Ⅱ级锻件。对轴的挠度和临界转速进行了计算，符合要求。
（f） 转子集电环和刷架：集电环通过固定在刷架上的电刷连接外部起动电阻，并在电机起动后将转子绕组短路。YR4000-12/2150 10kV电机由于转子电流大，达到940 A，我公司已有的集电环已不能满足要求，因此根据该电机设计了全新的集电环。集电环外径560mm，电刷数量、电刷引线电密、刷架引接电缆重新进行了核算，以满足大电流的要求。刷架采用固定在座式轴承外盖上的方式，结构紧凑。
（ 3 ） 轴承
轴承采用座式滑动轴承，为了防止轴电流的产生，轴承一端绝缘，一端不绝缘。每端轴承各带有一支Pt100轴承测温元件。
3、结语
电机主要性能参数设计值与试验值的对比
在这次YR4000-12/2150 10kV大型绕线式三相异步电动机的设计、制造过程中，由于可借鉴的资料很少，电机外径大，设计难度较大，该电机的设计制造成功对今后该类电机的设计有着有益的启示。
参考文献：
[1]《交流电机设计手册》 湖南人民出版社 ， 1977 .
[2]陈世坤. 电机设计 [M ]. 北京 ： 机械工业出版社 ， 1990 .
1.点击网站首页右上角的“充值”按钮可以为您的帐号充值
2.可选50.100或500的充值金额，充值后按篇按本计费
3.充值成功后即可购买网站上的任意文章或杂志的电子版
4.购买后文章可打印，杂志可在个人中心的订阅/零买找到
5.登陆后可阅读免费专区的精彩内容