CN104917345A - 低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，由定子扇形片、转子扇形片、定子扇形片组装、转子扇形片组装、定转子间隙五部分构成。定子冲片分为18个定子扇形片，定子扇形片有18个定子齿，转子冲片分为1二个转子扇形片，转子扇形片有2二个转子齿，定转子间气隙为3～6mm；定子扇形片外侧和转子扇形片内侧均有限位结构；合理选择定子与转子齿数，保持较低的谐波含量和气隙磁密。定转子冲片的内外圆直径比为0.85～0.9，定子齿槽宽比为4:3，定子齿轭高比为1:1，转子齿槽宽比2:1，转子齿轭高比1:2。本发明适用于三代核电海水循环水泵电机不高于85dB的噪声要求，可广泛用于核电、冶金、海水淡化等行业。
Description
技术领域
本发明涉及低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构。
背景技术
随着大型多极电机朝着低噪声的方向发展，在设计电机定转子冲片时就要考虑抑制噪声。电机的极数越多转速越低，电机噪声主要由电磁噪声、通风噪声、轴承噪声等构成，当电机转速比较低的时候，通风噪声和轴承噪声较小，这时电磁噪声则成为决定电机噪声的决定因素。传统大型三相异步电机极数一般不大于24极，随着三代核电的发展，海水循环水泵要求提升海水流量的增加，需要36极三相异步电机，目前36极异步电机主要依赖外国公司进口，现需要自行设计36极三相异步电机以填补国内空白；同时核电站常规岛循环水泵对其配套电机噪声要求十分苛刻，运行时电机噪声不大于85dB(A计权)，因此，合理设计定转子冲片结构，控制电磁噪声就成了此类电机能否实现的基础。定转子冲片设计时，需要考虑分片方式、槽配合、铁心定位方式、谐波优化等问题，在充分均衡考虑以上几方面问题，设计了36极三相异步电机的定转子冲片结构。
发明内容
本发明的目的提供一种低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，可以更好地利用槽内导条的挤流现象而提高启动转矩。本发明的技术方案为：低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，由定子扇形片、转子扇形片、定子扇形片组装、转子扇形片组装、定转子间隙五部分构成，定子冲片(1)的定子齿(8)数量共计324，转子冲片(2)的转子齿(10)数量共计264，定子冲片(1)由18个定子扇形片(3)依次连接而成，转子冲片(2)由1二个转子扇形片(4)依次连接而成；定子冲片(1)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9，转子冲片(2)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9，定子冲片(1)与转子冲片(2)之间气隙值(6)范围为3～6mm，气隙值(6)最优值为4.5mm；定子齿宽(29)与定子槽宽(30)的宽度比值为4:3，定子齿(8)与定子轭(7)的高度比值为1:1；转子齿宽(35)与转子槽宽(36)的宽度比值为2:1，转子齿(10)与转子轭(9)高度比值为1:2；定子扇形片(3)之间留有第一间隙(5)，转子扇形片(4)之间留有第二间隙(34)；定子扇形片(3)的外圆处设有两个凸出豁口(11)，两个凸出豁口(11)相对第一中心线(31)对称分布，凸出豁口(11)由第一外圆弧(20)、第一斜线(18)、第二外圆弧(15)、边沿(16)、第二斜线(17)和第一圆角(33)依次连接而成；定子扇形片(3)的中间设有四个第一圆孔(14)和二个第二圆孔 (13)；转子扇形片(4)内圆处设有两个矩形凸台(12)，矩形凸台(12)与转子轭(9)过渡处有第二圆角(21)。
本发明的定子扇形片主要负责定子磁路的建立，并依次拼接成整圆的定子冲片；转子扇形片主要负责转子磁路的建立，并依次拼接成整圆的转子冲片；定子扇形片组装主要构成定子铁心，并完成圆周方向的定位；转子扇形片组装主要构成转子铁心，并完成圆周方向的定位；定转子间隙主要隔离静止的定子冲片与旋转的转子冲片，并负责在定转子冲片之间建立磁路，同时削弱谐波幅值。
定子扇形片主要负责定子磁路的建立，并依次拼接成整圆的定子冲片。定子扇形片(3)设有18个定子齿(8)，定子齿宽(29)与定子槽宽(30)的宽度比值为4:3，定子齿(8)与定子轭(7)的高度比值为1:1。定子扇形片(3)的外圆处设有两个凸出豁口(11)，凸出豁口(11)用于锁定限位，两个凸出豁口(11)相对第一中心线(31)对称分布，凸出豁口(11)由第一外圆弧(20)、第一斜线(18)、第二外圆弧(15)、边沿(16)、第二斜线(17)和第一圆角(33)依次连接而成；定子扇形片(3)的中间设有四个第一圆孔和二个第二圆孔。
转子扇形片主要负责转子磁路的建立，并依次拼接成整圆的转子冲片。转子扇形片(4)设有2二个转子齿(10)，转子齿宽(35)与转子槽宽(36)的宽度比值为2:1，转子齿(10)与转子轭(9)高度比值为 1:2；转子扇形片(4)内圆处设有两个矩形凸台(12)，矩形凸台(12)与转子轭(9)过渡处有第二圆角(21)。
定子扇形片组装主要构成定子铁心，并完成圆周方向的定位。定子冲片(1)由18个定子扇形片(3)在圆周方向依次拼接而成，定子扇形片(3)在叠片时，采用1/2正反叠方式，以保证定子铁心整体的刚度和电磁性能的均匀性。每两个相邻的定子扇形片(3)之间留有第一间隙(5)，以保证定子扇形片(3)在热膨胀时留有足够的空间。定子冲片(1)一共有324个定子齿(8)，定子冲片(1)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9。
转子扇形片组装主要构成转子铁心，并完成圆周方向的定位。转子冲片(2)由1二个转子扇形片(4)在圆周方向依次拼接而成，转子扇形片(4)在叠片时，采用1/2正反叠方式，以保证转子铁心整体的刚度和电磁性能的均匀性。每两个相邻的转子扇形片(4)之间留有第二间隙(34)，以保证转子扇形片(4)在热膨胀时留有足够的空间。转子冲片(2)一共有264个转子齿(10)，转子冲片(2)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9。
定转子间隙主要隔离静止的定子冲片与旋转的转子冲片，并负责在定转子冲片之间建立磁路，同时削弱谐波幅值。定子扇形片(3)与转子扇形片(4)之间存在气隙值(6)，气隙值(6)范围为3～6mm，可以 在保证磁路顺利从定子扇形片(3)与转子扇形片(4)之间通过，同时大幅度降低磁场的谐波幅值，气隙值(6)最优值为4.5mm；如果气隙值(6)过小则不利于电机装配时工艺要求，过大则导致励磁电流占定子电流比重过大，进而不利于电机功率因数的提高。
本发明开创了36极三相异步电机的定转子冲片结构，解决了36极三相异步电机定转子齿数的配合，通过合理设置定子冲片和转子冲片的分片数量和方式，抑制了定子因为分片而产生的轴电压问题；通过限定定转子间气隙值，使电机获得了较高的功率因数，同时也解决了定子铁心因气隙值过小而产生的定子铁心内径超差的工艺问题。通过在相邻的两个定子扇形片和转子扇形片之间设置间隙，以保证电机运行时铁心温度上升而引起定子扇形片和转子扇形片向外有足够的热膨胀空间。
本发明的结构，在定子扇形片外圆侧设置两个对称的凸出豁口，使得在1/2叠片，上下两层定子扇形片半圆形的凸出豁口相对，可使定子铁心的拉紧螺杆与定子铁心紧密结合，提高定子铁心刚度；在转子扇形片内圆侧设置两个对称的矩形凸台，可是转子铁心与转子支架通过过盈键形成锁紧限位的效果，提高了转子铁心的刚度，防止在热态时因过度热膨胀而造成转子铁心与转子支架之间过盈量消失，造成转子铁心“爬轴”现象出现。
附图说明
图1本发明的低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构结构图
图2为图1的Ⅰ放大视图
图3为图1的Ⅱ放大视图
图4为图1的Ⅲ放大视图
图5为图1项3放大视图
图6为图1项4放大视图
图7为图5的Ⅳ放大视图
图8为图6的Ⅴ放大视图
图9为定子冲片齿谐波分析数据表
图10为定转子冲片空载电磁噪声分析数据表
图11为定转子冲片负载电磁噪声分析数据表
图12为定转子冲片之间气隙值对电机参数影响分析数据表
具体实施方式：
图1为低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，定子扇形片、转子扇形片、定子扇形片组装、转子扇形片组装、定转子间隙五部分构成；如图1所示，定子冲片1由18个定子扇形片3依次连接成圆，在叠片过程中，定子扇形片3采用1/2正反叠的方式；转子冲 片2由1二个转子扇形片4依次连接成圆，在叠片过程中，转子扇形片4采用1/2正反叠的方式。定子冲片1一共有324个定子齿8，转子冲片2一共有264个转子齿10，此种定子齿数与转子齿数可以获得较低的电磁谐波。
如图2所示，相邻两个定子扇形片3之间留有第一间隙5，第一间隙5的值为0.4mm，为了防止电机运行时定子铁心热膨胀时留的间隙，防止定子铁心发热时若无间隙将造成的冲片整圆波浪度增加。
如图3所示，定子扇形片3和转子扇形片4之间设有气隙值6，气隙值6的范围为3～6mm，根据功率因数的约束，同时考虑电机铁心装配工艺参数的要求，最优气隙值为4.5mm。
如图4所示，相邻两个转子扇形片4之间留有第二间隙34，第二间隙34的值为0.4mm，了防止电机运行时转子铁心热膨胀时留的间隙，防止转子铁心发热时若无间隙将造成的冲片整圆波浪度增加。
如图5所示，定子扇形片3的外圆侧设置两个凸出豁口11，两个凸出豁口11相对第一中心线31对称分布；定子扇形片3有18个定子齿8，定子齿宽29与定子槽宽30的宽度比值为4:3，此种比例可以使得定子磁场不过饱和；定子齿8与定子轭7的高度比值为1:1，此种比例可以使得定子铁心获得较高的刚度水平。
如图6所示，转子扇形片4的内圆设有两个矩形凸台12，两个 矩形凸台12相对第二中心线32对称分布；转子扇形片4有2二个转子齿10，转子齿宽35与转子槽宽36的宽度比值为2:1，此种比例可以使得定子磁场不过饱和；转子齿10与转子轭9高度比值为1:2，此种比例可以使得定子铁心获得较高的刚度水平；在转子轭9处分别设有四个第一圆孔14和二个第二圆孔13，用于加强转子铁心刚度穿拉近螺杆使用。
如图7所示，；凸出豁口11由第一外圆弧20、第一斜线18、第二外圆弧15、边沿16、第二斜线17和第一圆角33依次连接而成；边沿16平行于虚线19，第二斜线17起于边沿16终止于第一外圆弧20，在第二斜线17和第一外圆弧20设置一个第一圆角33。
如图8所示，在转子轭9的下方设置一个矩形凸台12，矩形凸台12的形状为长方形，并且在矩形凸台12和转子轭9接触处设有第二圆角21。
如图9所示，定子冲片齿谐波分析数据，前三阶齿谐波是电机运行时的主要干扰谐波，其幅值与基波(图9中的1次谐波)比可以衡量除基波外其他干扰谐波的大小；由图9易知5次谐波和7次谐波得到了有效的抑制，17次和19次虽然相对幅值比略高，但最终计算磁动势时还要除以谐波次数，所以干扰谐波的最终磁动势就小于1％了，本发明定转子冲片定子谐波控制良好。
如图10所示，定转子冲片空载电磁噪声分析数据，本发明的定转子冲片结构下，主要引起电磁噪声的电磁力阶数下，电磁噪声分别为66.8dB、68.9dB、38.4dB、24.1dB、28.7dB，这五个主要电磁力阶数下的噪声进行合成，最后总的A计权声功率级电磁噪声为71dB。
如图11所示，定转子冲片负载电磁噪声分析数据，本发明的定转子冲片结构下，主要引起电磁噪声的电磁力阶数下，电磁噪声分别为85.2dB、81.6dB、50.8dB、44.1dB、41.1dB，这五个主要电磁力阶数下的噪声进行合成，最后总的A计权声功率级电磁噪声为86.7dB。
如图12所示，定转子冲片之间气隙值对电机参数影响分析数据，可见随着气隙值从3mm增大至6mm，功率因数从0.8降至0.694，气隙磁密由0.73T降至0.69T；因为气隙值增加，所以电机无功励磁电流增加使得定子电流从578.5A增加至667.6A；气隙值增加的同时会削弱谐波幅值，导致启动转矩增加。一般电厂和工厂要求大型电机的功率因数不低于0.7，所以气隙值不应大于6mm；又因为大型电机定子铁心装配工艺的限制，定子铁心内圆公差不小于0.3mm，根据GB/T13957-2008《大型三相异步电动机基本系列技术条件》中气隙偏差不大于10％的要求，气隙值应该大于3mm。综合考虑功率因数和装配工 艺的限制，本发明定转子冲片之间最佳气隙值为4.5mm。
在GB/T 10069.3-2008《旋转电机噪声测定方法及限值第3部分：噪声限值》中，对功率为5500kW，同步转速为375rpm，大型电机的IC81W冷却方式，防护类型为IP55，空载时噪声标准为104dB。本发明的适用电机定子为36极，同步转速为166.7rpm，功率为7700kW，标准GB/T 10069.3-2008未做规定，空载噪声标准应超过104dB。在极数较多的电机中，电磁噪声比通风噪声大，本发明的低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构可以使电机总的噪声在空载时为71dB，在负载时为86.7dB，远远小于标准104dB的约束，在电机铁心外围机座及罩子的包裹下，电机运行的噪声不会超过85dB。
Claims (3)
1.低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，其特征是：由定子扇形片、转子扇形片、定子扇形片组装、转子扇形片组装、定转子间隙五部分构成，所述的定子冲片(1)的定子齿(8)数量共计324个齿，转子冲片(2)的转子齿(10)数量共计264，定子冲片(1)由18个定子扇形片(3)依次连接而成，转子冲片(2)由1二个转子扇形片(4)依次连接而成；定子冲片(1)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9，转子冲片(2)的内圆与外圆直径比值范围为0.85～0.9，定子冲片(1)与转子冲片(2)之间气隙值(6)范围为3～6mm，气隙值(6)最优值为4.5mm；定子齿宽(29)与定子槽宽(30)的宽度比值为4:3，定子齿(8)与定子轭(7)的高度比值为1:1；转子齿宽(35)与转子槽宽(36)的宽度比值为2:1，转子齿(10)与转子轭(9)高度比值为1:2；定子扇形片(3)之间留有第一间隙(5)，转子扇形片(4)之间留有第二间隙(34)。
2.根据权利要求1所述的低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，其特征是：所述的定子冲片(1)的定子齿(8)形状为梯形齿，定子冲片(1)的槽型为矩形槽；转子冲片(2)的转子齿(10)形状为梯形齿，转子冲片(2)的槽型为矩形槽；所述定子冲片(1)的定子齿(8)的数量大于转子冲片(2)的转子齿(10)，其中转子冲片(2)为鼠笼型。
3.根据权利要求1或2所述的低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构，其特征是：定子扇形片(3)的外圆处设有两个形状相同的凸出豁口(11)，两个凸出豁口(11)位于第一中心线(31)两侧对称分布，凸出豁口(11)由第一外圆弧(20)、第一斜线(18)、第二外圆弧(15)、边沿(16)、第二斜线(17)和第一圆角(33)依次连接而成；定子扇形片(3)的中间设有四个第一圆孔(14)和二个第二圆孔(13)；转子扇形片(4)内圆处设有两个矩形凸台(12)，矩形凸台(12)与转子轭(9)过渡处有第二圆角(21)。
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|---|---|
| CN (1) | CN104917345B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107359711A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-17 | 江苏唯得电机科技有限公司 | 一种改进型电动机转子冲片和定子冲片 |
| CN113036971A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 江苏聚磁电驱动科技有限公司 | 一种电机的单线多层绕组分布结构及其应用的高性能电机 |
| WO2022162583A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Genesis Robotics And Motion Technologies, LP | Electric machine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4801832A (en) * | 1987-11-04 | 1989-01-31 | General Electric Company | Stator and rotor lamination construction for a dynamo-electric machine |
| CN101622390A (zh) * | 2007-02-28 | 2010-01-06 | 艾默生电气公司 | 具有4极36槽电动机的水平轴洗衣机 |
| CN101908807A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-12-08 | 李树广 | 多绕组异步变极发电机 |
| CN204886613U (zh) * | 2015-06-18 | 2015-12-16 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | 低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构 |
-
2015
- 2015-06-18 CN CN201510338128.3A patent/CN104917345B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4801832A (en) * | 1987-11-04 | 1989-01-31 | General Electric Company | Stator and rotor lamination construction for a dynamo-electric machine |
| CN101622390A (zh) * | 2007-02-28 | 2010-01-06 | 艾默生电气公司 | 具有4极36槽电动机的水平轴洗衣机 |
| CN101908807A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-12-08 | 李树广 | 多绕组异步变极发电机 |
| CN204886613U (zh) * | 2015-06-18 | 2015-12-16 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | 低噪声36极三相异步电机的定转子冲片结构 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107359711A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-17 | 江苏唯得电机科技有限公司 | 一种改进型电动机转子冲片和定子冲片 |
| WO2019024171A1 (zh) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | 江苏唯得电机科技有限公司 | 一种改进型电动机转子冲片和定子冲片 |
| CN107359711B (zh) * | 2017-08-01 | 2020-06-26 | 江苏恒通发电机制造有限公司 | 一种改进型电动机冲片 |
| WO2022162583A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Genesis Robotics And Motion Technologies, LP | Electric machine |
| CN113036971A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 江苏聚磁电驱动科技有限公司 | 一种电机的单线多层绕组分布结构及其应用的高性能电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104917345B (zh) | 2017-10-20 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |