CN106532997A - 一种超高速异步电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高速异步电动机，包括底架，以及定子、传动端轴承和非传动端轴承和转子，转子穿过定子后分别以传动端轴承和非传动端轴承为支撑；转子采用高槽口冲片式转子，转子铁心与轴采用大过盈量配合，在转子的轴身上设有若干平衡盘；传动端轴承和非传动端轴承采用座式滑动轴承；定子的箱体的前表面和后表面上分别开设有通风格栅，定子箱体的前表面上设有冷却装置连接口，冷却装置与定子箱体连接。本发明的一种超高速异步电动机，通过结构优化设计使满足高容量高转速下的电动机性能要求，并以此为基础掌握超高速异步电机的设计的关键技术和研制难点，为后续更大容量更高转速的超高速异步电机研制做铺垫。

Description

一种超高速异步电动机
技术领域
本发明涉及一种电机，特别涉及一种超高速异步电动机。
背景技术
大容量超高速三相异步电动机是电机中一种对于生产要求很高的电动机类型。目前国内无相关厂家具有设计制造规格为1500kW/8200rpm/690V的电动机产品的能力，在大容量高速负载运用的场合，一般是由低速电动机经升速装置至相应转速再驱动高速负载，该类技术存在机组设备数量较多、机组整体效率低、维护工作量大等方面问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种超高速异步电动机，其具有结构简单、运行可靠、成本低的优势。
实现上述目的的一种技术方案是：一种超高速异步电动机，包括底架，以及设置在底架上的定子、传动端轴承、非传动端轴承和转子，所述转子穿过所述定子后分别以所述传动端轴承和所述非传动端轴承为支撑；
所述转子采用冲片式转子，所述转子的铁心与轴采用大过盈量配合，所述冲片式转子为高槽口转子；在所述转子的轴的轴身上设有若干平衡盘；
所述传动端轴承和所述非传动端轴承采用滑动轴承；
所述定子的箱体的前表面和后表面上分别开设有通风格栅，所述定子箱体的前表面上靠近所述非传动端轴承的一侧设有冷却装置连接口，冷却装置通过冷却装置连接口与定子箱体的前表面连接。
进一步的，在所述底架上分别设有传动端轴承座和非传动端轴承座，所述传动端轴承和所述非传动端轴承分别设置在所述传动端轴承座和所述非传动端轴承座上。
再进一步的，所述传动端轴承和所述非传动端轴承为四油叶瓦座式滑动轴承。
作为另一种方案，所述滑动轴承替换为滚动轴承。
作为另一种方案，所述滑动轴承替换为磁悬浮轴承。
进一步的，所述冷却装置为鼓风机，一条热风排气管连接所述定子的箱体的后表面上的通风格栅。
进一步的，所述定子内部设有均布的径向通风道。
再进一步的，在定子的箱体的上表面上依次设置有主接线盒、加热器接线盒和辅助接线盒。
本发明的一种超高速异步电动机，选用高槽口冲片式转子，并在转子上设置平衡盘，选用座式滑动轴承，并在定子箱体两侧开设通风格栅并通过冷却设备进行冷却，通过结构优化设计使得本发明的超高速异步电动机满足了高容量高转速下的电动机性能要求，并以此为基础掌握超高速异步电机的设计的关键技术和研制难点，为后续更大容量更高转速的超高速异步电机研制做铺垫。
附图说明
图1为本发明的一种超高速异步电动机的结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的一种超高速异步电动机，包括底架1，以及设置在底架1上的定子5、传动端轴承支架2和非传动端轴承支架10。在传动端轴承支架2上设有传动端轴承3，在非传动端轴承支架10上设有非传动端轴承9，转子4穿过定子5后分别以传动端轴承3和非传动端轴承9为支撑。
各零部件为满足超高速异步电机的性能需要有如下的结构和设计要求。
转子4采用冲片式转子，其包括冲片、导条、端环、护环在内的组件采用高强度材料如硅钢片等，以能够承受高速旋转下的离心力；转子4的铁心与轴采用大过盈量配合，保证在超速工况下，转子4的铁心与轴的接触压强保持一定水平，且无需增加螺钉等紧固件，减小了结构的复杂程度，增加了结构在告诉运行时的稳定性。冲片式转子选用高槽口转子，利于转子4在高速运动过程中保证其冷热态稳定性；在转子4的轴的轴身上设有若干平衡盘41，以利于对转子4在全转速范围内进行动平衡调试。在超高速异步电动机中，冲片式转子结构在槽型设计、电气参数的选取时，自由度更大，容易实现较好的电气性能和热稳定性。同时，冲片式转子结构相关加工、制造工艺成熟，制造周期短、成本低，与实心转子结构相比，具有结构成熟、电气性能优、制造便捷、成本低等优点，
关于轴承，滑动轴承在安装形式上可以分为端盖式轴承和座式轴承。端盖式轴承一般安装在电动机端盖上，支撑刚度较差，且定子部分的激振力容易传递到轴承，从而影响转子-轴承系统的振动特性。同时，由于端盖式轴承在电机内部的密封圈常常因为负压力和转轴高速旋转密封圈密封性能差，容易发生轴承润滑油漏到电动机内部的现象。因此对于本发明的超高速异步电动机，传动轴承3和非传动轴承9选用座式滑动轴承。在进行主要包括临界转速与模态振型分析、临界转速图分析、动平衡响应分析、稳定性分析和扭转振动分析等方面分析计算后，在满足使用要求的前提下，权衡价格因素，本实施例选用了四油叶瓦座式滑动轴承。需要指出的是，传动轴承3和非传动轴承9同样可选用滚动轴承或磁悬浮轴承，但是这两种轴承控制复杂，价格昂贵，性价比不高。
为达到超高速异步电动机的散热要求，定子5的箱体的前表面和后表面上分别开设有通风格栅，定子5箱体的前表面上靠近非传动端轴承的一侧设有冷却装置连接口11，鼓风机通过冷却装置连接口与定子5箱体的前表面连接，一条热风排气管一端连接定子的箱体的后表面上的通风格栅，另一端连接抽气机。冷却风从定子5前表面的通风栅格进入，在电机内部进行热交换后，热空气从后表面的通风格栅抽出，并通过管道将热风排到远处。定子5内部设有均布的径向通风道，冷却风流经定子5后，一部分冷却定子5线圈端部，一部分通过定子5和转子4的气隙，冷却转子4表面和定子铁心。转子4为高槽口设计，增大了冷却风流经转子4铁心表面及槽口时的通风的表面积，增强了冷却效果。随后冷却风经定子的径向通风道流出。
为到达高转速、宽广的调速范围电动机使用时的振动限值要求，本发明的转子4为扰性转子结构，第一阶临界转速在运行转速范围内，第二阶临界转速已避开最高运行转速。调速范围为180-8200rpm，为保证全转速范围内的振动限值合格，必须提高整个转子的结构精度和动平衡精度等级。转子4上设置多处平衡盘41，以便于全转速范围内的动平衡调试。
在定子5的箱体的上表面上依次设置有主接线盒6、加热器接线盒7和辅助接线盒8，为整个系统提供电力。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种超高速异步电动机，包括底架，以及设置在底架上的定子、传动端轴承、非传动端轴承和转子，所述转子穿过所述定子后分别以所述传动端轴承和所述非传动端轴承为支撑，其特征在于：
所述转子采用冲片式转子，所述转子的铁心与轴采用大过盈量配合，所述冲片式转子为高槽口转子；在所述转子的轴的轴身上设有若干平衡盘；
所述传动端轴承和所述非传动端轴承采用滑动轴承；
所述定子的箱体的前表面和后表面上分别开设有通风格栅，所述定子箱体的前表面上靠近所述非传动端轴承的一侧设有冷却装置连接口，冷却装置通过冷却装置连接口与定子的箱体的前表面连接。
2.根据权利要求1所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，在所述底架上分别设有传动端轴承座和非传动端轴承座，所述传动端轴承和所述非传动端轴承分别设置在所述传动端轴承座和所述非传动端轴承座上。
3.根据权利要求2所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，所述传动端轴承和所述非传动端轴承为四油叶瓦座式滑动轴承。
4.根据权利要求1所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，所述滑动轴承替换为滚动轴承。
5.根据权利要求1所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，所述滑动轴承替换为磁悬浮轴承。
6.根据权利要求1所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，所述冷却装置为鼓风机，一条热风排气管连接所述定子的箱体的后表面上的通风格栅。
7.根据权利要求1所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，所述定子内部设有均布的径向通风道。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种超高速异步电动机，其特征在于，在定子的箱体的上表面上依次设置有主接线盒、加热器接线盒和辅助接线盒。
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