CN106849547A - 三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，制造方法为：将三相异步电动机的原有的定子予以报废，按照永磁同步电动机的定子要求重新制造定子，对所述三相异步电动机的原有的转子进行稀土永磁化再制造形成永磁同步电动机的转子。该再制造方法可使废旧的三相异步电动机再制造成永磁同步电动机，且再制造的永磁同步电动机效率能够达到GB30253‑2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》标准中规定的2级能效，从而实现了电动机高效再制造的目的。

Description

三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法

方法领域

本发明涉及电动机技术领域，具体涉及一种三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法。

背景方法

随着我国电动机系统节能改进工作的推进，淘汰、替换的低效电动机也越来越多，目前，我国在使用的存量电动机基本上都是Y系列和Y2系列等低效电动机，总容量约15亿千万。

根据对我国多家电动机制造企业的调查，电动机售出一年的返修率为1%~2.3%，如果年返修率按照平均值1.65%计算，我国每年返修电动机将高达2475万千万进入社会返修市场。

GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中规定电动机目标能效限定值在额定输出功率的效率应不低于2级能效的规定值，同时明确7.5kw~375kw的目标能效限定值在GB18613-2012实施之日起四年后开始实施，对低于2级目标能效限定值的电动机应予以强制性淘汰、更换；7.5kw以下的目标能效限定值在GB18613-2012实施之日起五年后开始实施，对低于2级目标能效限定值的电动机应予以强制性淘汰、更换。

如果每年电动机节能改造替换率按10%计算，我国将每年淘汰、替换1.5亿千万的低效电动机，且按国家规定，这些淘汰、替换的低效电动机不允许再进入市场重新应用，这样，就形成了数量众多的废旧电动机，如何处理这众多的废旧电动机是电动机系统节能工程必然面临的难题，这些电动机如果只经过简单翻新后再进入市场，会造成政府一边着力推进节能电动机的应用，一边淘汰替换下来的废旧低效电动机又重新流入市场的局面，必将恶化电动机系统节能工程的节能环境，不利于推广高效节能电动机以及电动机系统节能工作的展开。

所以，低效三相异步电动机高效再制造是国家节能减排工作的必然要求。

电动机节能再制造，就是将低效电动机通过重新设计，更换零部件等方法再制造成高效节能电动机，电动机节能再制造是节能减排的重要手段，对于全国范围来说，我国电动机的总容量约为15亿千瓦，将其中的1/4再制造成高效电动机，约为3.75亿千瓦，将实现节电量2212亿千瓦时，节约用煤6638万吨，减少二氧化碳排放17250万吨，因此，电动机节能再制造对节能减排具有重大意义。

新设计的电动机要达到GB18613-2012标准2级能效和GB/T28575-2012标准中规定的能效限定值的就有了一定难度，由于受废旧的电动机的材料、结构形式及尺寸的限制，电动机节能再制造要要达到GB18613-2012标准中规定的2级能效困难更大。

发明内容

本发明的目的是针对现有方法的不足，提供一种能够使低效的电动机再制造成为高效电动机的的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法。

为达到上述目的，本发明采用的方案是：

一种三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，将三相异步电动机的原有的定子予以报废，按照永磁同步电动机的定子要求重新制造定子，对所述三相异步电动机的原有的转子进行稀土永磁化再制造形成永磁同步电动机的转子。

优选地，保持所述三相异步电动机的转子的阻尼环的外径尺寸不变，对所述三相异步电动机的转子的铁心外圆周面进行加工。

进一步地，在加工后的所述铁心的外圆周面上贴设与所述永磁同步电动机的极数成整数倍的多个磁钢，并使多个所述磁钢沿所述铁心的圆周方向间隔分布。

更进一步地，相邻的两极所述磁钢之间设有2~4mm的间隙。

优选地，所述永磁同步电动机的单边气隙大于所述三相异步电动机的单边气隙。

优选地，重新制造所述定子时，所述定子采用低损耗硅钢片制成。

优选地，重新制造所述定子时，所述定子采用斜槽结构。

优选地，所述定子绕组的槽满率为78%~80%。

优选地，所述定子绕组采用Y接。

优选地，所述定子绕组采用旋转烘焙浸渍工艺进行制造。

由于上述方案的运用，本发明与现有方法相比具有下列优点：本发明的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法通过将三相异步电动机的原有的定子报废，按照永磁同步电动机的定子要求重新制造定子，对三相异步电动机的原有的转子进行稀土永磁化再制造形成永磁同步电动机的转子后，可使废旧的三相异步电动机再制造成永磁同步电动机，且再制造的永磁同步电动机效率能够达到GB18613-2012标准和GB30253-2013标准中规定的2级能效，从而实现了电动机高效再制造的目的。

附图说明

附图1为本发明的三相异步电动机的转子再制造成永磁同步电动机的转子的结构示意图；

附图2为本发明的三相异步电动机的转子再制造过程中的结构示意图；

附图3为本发明的再制造的永磁同步电动机的磁钢贴设在铁心的外圆周面上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明的方法方案作进一步的阐述。

三相异步电动机的主要零部件包括机座、端盖、主轴、轴承、轴承盖、定子、转子、风扇、风扇罩、紧固件以及接线盒。

本发明的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法主要是将现有技术中的废旧的低效三相异步电动机经再制造成为高效的永磁同步电动机，其再制造的过程如下：

1.首先对废旧的三相异步电动机进行彻底清理及部件拆解。

2.检查机座、端盖和内外轴承盖是否有裂纹和损伤，检查接线盒和紧固件是否完整，检查风扇是否有损伤，风扇罩是否完好，如状况良好，可继续使用，如有损伤，即予以更换。并对可以继续使用的铸铁零部件进行表面喷砂处理，然后对内外表面进行凃漆处理。

3.对废旧的三相异步电动机的定子予以报废不使用，按永磁同步电动机的定子的要求重新制造定子，具体如下：

（1）定子铁心的制造：

A．定子铁心采用低损耗硅钢片50W350制成，50W350磁性能为：铁损P1.5/60为3.50W/kg，磁感为1.68T，以7.5kw-4电动机为例，定子损耗仅为88.8W；

B.定子铁心采用斜槽的结构形式，这样，可以优化气隙磁场波形，减少气隙磁场中的谐波含量，减少附加铁耗。

（2）定子绕组的制造：

A.提高定子绕组的槽满率，控制在78%~80%的范围内，以减少铜耗。提高定子绕组的槽满率主要是通过增加定子槽中的用铜量来实现，这可以通过改变定子槽的槽型结构，或者，在定子槽的槽型结构不变的情况下，通过改进绕线直径或放置方式来实现；

B.定子绕组采用Y接的形式，这样可以防止高次谐波在定子绕组中因闭环而形成电流，这种电流不做功而仅发热；

C.定子绕组采用旋转烘焙浸渍工艺制造，这样可使定子绕组内气孔数量大幅减少，从而使定子绕组的电强度和机械强度都大幅提升。

4. 对废旧的三相异步电动机的转子进行稀土永磁化再制造形成永磁同步电动机的转子，如图1所示，具体方法如下：

A.对废旧的三相异步电动机的转子的铁心1的外圆周进行加工，加工后的铁心1的外径尺寸如下：

加工后转子的铁心外径=加工前转子的铁心外径-电动机单边气隙变化值×2-磁钢厚度×2。

同一规格的永磁同步电动机的单边气隙要大于三相异步电动机的单边气隙，因此在对铁心1的外圆周进行加工时，除了要考虑磁钢2的厚度，还应考虑电动机的单边气隙的变化值。

在对废旧的三相异步电动机的转子的铁心1的外圆周进行加工时，要保持转子的铁心的两侧的阻尼环3的外径尺寸不变，这样，阻尼环3除起到隔磁板的作用，同时也可以防止磁钢2在运行过程中发生轴向位移，如图2所示。

B.在加工后的转子的铁心1的外圆周面上贴设与永磁同步电动机的极数成整数倍的多个磁钢2，并使多个磁钢2沿铁心的圆周方向间隔分布。

每个磁钢2均呈瓦片型结构，沿铁心的圆周方向，相邻的两极磁钢2之间设有2~4mm的间隙，该间隙形成隔磁桥，以防止极间发生磁短路，如图3所示。

C．在贴设磁钢2的铁心的外圆上套设护套4。

本实施例中，护套4材料由不锈钢1Cr18Ni9制成，通过拉拔成型形成圆筒结构，热套在转子铁心的外圆上，护套4冷却后，其内环与磁钢的外圆形成过盈配合，过盈量为8~10um，这样，可防止磁钢在运行中甩脱。

D．重新校验转子动平衡，动不平衡量控制在3g以内。

5. 主轴的校验与返修：

对主轴的轴伸端和安装轴承的部位进行测量，确认磨损程度，如果因磨损使主轴的外圆尺寸小于该尺寸的负公差时，对主轴进行渗镍磷金属涂覆处理后经磨床磨削至规定的尺寸。

6.总装配及试验：

对各部件进行装配后按照GB/T 22669-2008《三相永磁同步电动机试验方法》进行型式试验。

至此，便完成了对废旧的三相异步电动机的再制造，经再制造后的电动机效率可达到GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中规定的能效2级，达到GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》中规定的能效2级，即使低效的三相异步电动机成为高效电动机。

而且再制造后的永磁同步电动机，由于转子保留了绝大部分的阻尼杆面积和全部的阻尼环面积，从而使再制造后的永磁同步电动机保留了很大的异步转矩，这样，再制造后的永磁同步电动机与原三相异步电动机的变频调速器配套时，依然能正常启动，正常调速，而不需采用永磁同步电动机专用的同步变频调速器，使得在节能改造替换异步电动机时，对原配套的异步电动机的变频调速器就不需同时更换，使得用户可节约40%~50%的节能改造投资。

以7.5kw-4三相异步电动机为例，该三相异步电动机转子的铁心的外径在加工前的尺寸为Φ135.2mm，经再制造加工后的尺寸为Φ123mm，这使转子槽形高由21mm降低为15.5mm，这样，阻尼杆的面积就由原来的97.65mm2减少为70.53mm2，降幅为27.7%，导致转子直流电阻减小27.7%，综合计算后电动机的起动转矩会降低22.8%，7.5kw-4三相异步电动机的堵转矩倍数为2.41，额定转速为1445rpm，额定转矩为49.57Nm,所以起动转矩为119.46Nm，而经再制造的永磁同步电动机其转子的异步起动转矩可达92.2Nm，此时堵转矩倍数为1.86，因此，经再制造的永磁同步电动机在异步电动机变频调速器驱动下能正常驱动、正常调速。

另外，再制造后的永磁同步电动机与由矢量控制的永磁同步电动机专用的同步变频调速器配套时，也能够正常启动，正常调速。

上述实施例只为说明本发明的方法构思及特点，其目的在于让熟悉此项方法的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：将三相异步电动机的原有的定子予以报废，按照永磁同步电动机的定子要求重新制造定子，对所述三相异步电动机的原有的转子进行稀土永磁化再制造形成永磁同步电动机的转子。

2.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：保持所述三相异步电动机的转子的阻尼环的外径尺寸不变，对所述三相异步电动机的转子的铁心外圆周面进行加工。

3.根据权利要求2所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：在加工后的所述铁心的外圆周面上贴设与所述永磁同步电动机的极数成整数倍的多个磁钢，并使多个所述磁钢沿所述铁心的圆周方向间隔分布。

4.根据权利要求3所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：相邻的两极所述磁钢之间设有2~4mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：所述永磁同步电动机的单边气隙大于所述三相异步电动机的单边气隙。

6.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：重新制造所述定子时，所述定子采用低损耗硅钢片制成。

7.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：重新制造所述定子时，所述定子采用斜槽结构。

8.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：所述定子绕组的槽满率为78%~80%。

9.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：所述定子绕组采用Y接。

10.根据权利要求1所述的三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法，其特征在于：所述定子绕组采用旋转烘焙浸渍工艺进行制造。