CN1866690A - 低速大直径高转矩异步电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机，具体为一种低速大直径高转矩异步电动机。本发明主要是对低速大直径高转矩异步电动机的局部结构进行合理设计。该低速大直径高转矩异步电动机包括含有机座、定子铁心、定子绕组的定子装配和含有转轴、转子铁心、转子绕组的转子装配，转轴上固定有转子支架，转子铁心采用扇形冲片，整圆拼固在转子支架上，转子绕组由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成。定子铁心采用扇形冲片，扇型冲片的一侧开有凹槽，另一侧设有凸齿；排圆时扇形片拼接侧凸齿和凹槽互相扣合。本发明结构设计合理，效率高，温升低，故障率低，使用安全可靠。可用于电驱动钻机、绞车等领域，或其它运行条件类似的工况中。

Description

低速大直径高转矩异步电动机

技术领域

本发明涉及电动机，具体为一种低速大直径高转矩异步电动机。

背景技术

在一些特定的应用领域，如电驱动钻机、交流变频绞车等，负载需要低速高转矩驱动。现有技术采用电机通过齿轮减速器(箱)减速后再驱动负载。但齿轮减速器需占据一定空间，不利于相关设备的总体布置，同时，齿轮减速器的机械传动效率也较低。采用低速大直径高转矩异步电动机对相应负载进行直接电驱动是技术发展的必然选择。目前涉及直接驱动的低速大直径高转矩异步电动机结构方面的文献报道几乎没有。而普通异步电动机或现有所谓的低速异步电动机的结构又存在诸多缺陷，无法满足在低速、大直径、高转矩状态下直接驱动的异步电动机的技术要求。

低速大直径高转矩异步电动机承受的负载大，需要大型鼠笼式异步电机转子。鼠笼式转子绕组通常分铸铝和铜条两种结构。目前较大型的异步电动机通常使用铸铝鼠笼式转子，铸铝转子绕组易出现铸造缺陷，影响转子成品率和电机转差率、效率等性能参数，使用故障率高。目前未见在大型异步电动机上使用铜导条鼠笼式转子绕组的报道。同时，转子冲片采用整圆冲制，浪费大，成本较高。目前未见到大型异步电动机的转子使用扇形冲片的报道。较大型的异步电动机定子铁心大多采用扇形冲片，每张冲片外侧上开有两个固定螺杆孔，冲片叠在拉螺杆上，由压圈压紧，然后由螺母把紧焊牢。但是在运行过程中，由于磁通的影响拉螺杆会发热，同时加上冲片本身的重量以及振动的影响，定子铁心易发生凸片，也就是个别扇形冲片突出于铁心，严重时划破定子绕组绝缘，造成电机接地或匝短故障。或者由于磁通、冲片本身的重量以及振动的影响，拉螺杆会有挠度，造成铁心的变形，一般在拉螺杆中部焊接或安装固定板，来解决变形问题，但是工艺复杂，可靠性要求高。

发明内容

本发明针对特定负载需低速、大转矩异步电动机直接驱动的发展趋势，通过对局部结构的合理设计，提供一种低速大直径高转矩异步电动机。

本发明是采用如下技术方案实现的：低速大直径高转矩异步电动机，包括含有机座、定子铁心、定子绕组的定子装配和含有转轴、转子铁心、转子绕组的转子装配，转轴上固定有转子支架，转子铁心采用扇形冲片，整圆拼固在转子支架上，转子绕组由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成。低速高转矩异步电动机的定子极数较多，因此定子直径较大，相应地转子直径也较大；通过设置转子支架，在节省转子冲片材料的同时可满足转子大直径的需要；转子铁心采用扇形冲片进一步节省了材料、降低了成本；铜导条鼠笼式转子克服了铸铝鼠笼转子的缺陷。

为进一步提高性能，增加运行可靠性，定子铁心采用扇形冲片，每张扇形冲片外侧上开有两个固定螺杆孔；扇型冲片的一侧开有凹槽，另一侧设有凸齿；扇形冲片叠在拉螺杆和机座的挡板上，同时排圆时扇形片拼接侧凸齿和凹槽互相扣合。采用互相扣合(或称耦合)扇形冲片定子铁心结构，通过扇形冲片彼此之间耦合(或扣合)，形成一个整体，防止了定子铁心凸片以及变形现象的发生。同时拉螺杆上的应力也小于原结构，变形的影响被控制在一定的范围内，保证了电机安全、可靠运行。

本发明所述的低速大直径高转矩异步电动机结构设计合理，效率高，温升低，故障率低，使用安全可靠。可用于电驱动钻机、绞车等领域，结束了我国电驱动钻机没有直接驱动钻机的历史。该低速大直径高转矩异步电动机也可用于其它运行条件类似的工况中。

附图说明

图1为本发明所述低速大直径高转矩异步电动机的结构示意图；

图2为定子铁心的扇形冲片的结构及排圆示意图；

图3为图1的A向局部视图；

图中1-转轴；2-后外封环；3-后外轴承盖；4-主轴承；5-后内封环；6-后内轴承盖；7-转子支架；8-后端盖；9-紧定螺栓；10-转子铁心；11-机座；12-定子铁心；13-铜导条；14-定子绕组；15-铜端环；16-固定拉板；17-前端盖；18-轴刷握；19-前内轴承盖；20-辅助轴承；21-前外轴承盖；22-前内封环；23-编码器；24-防护罩；25-风机；26-接线盒；27-出风罩；28-固定螺杆孔；29-凹槽；30-凸齿；31-挡环；32-环键。

具体实施方式

低速大直径高转矩异步电动机，包括含有机座11、定子铁心12、定子绕组14的定子装配和含有转轴1、转子铁心10、转子绕组的转子装配，转轴1上固定有转子支架7，转子铁心10采用扇形冲片(如9个扇形冲片为一个整圆)，整圆拼固在转子支架7上，转子绕组由铜导条13、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环15构成。转子扇形冲片内侧开有燕尾，燕尾插入固定拉板16，固定拉板16通过紧固螺栓9径向固定在转子支架7上，以此实现转子铁心在转子支架上的拼固。铜端环15为锯齿形结构，铜导条13插入锯齿槽内钎焊。具体实施时，转子铁心10以9个扇形冲片为一个整圆，整圆拼在转子支架上。每个扇形冲片开有6个通风孔，整圆共54个通风孔。铁心压紧后，从通风孔中均匀间隔穿入18根转子拉杆，两端用螺母把紧焊牢。转轴1上套有挡环31和环键32，用于转子支架在转轴上的定位。定子铁心12采用扇形冲片，每张扇形冲片外侧上开有两个固定螺杆孔28；扇型冲片的一侧开有凹槽29，另一侧设有凸齿30；扇形冲片叠在拉螺杆31和机座的挡板上，同时排圆时扇形冲片拼接侧凸齿30和凹槽29互相扣合。再由压圈压紧，然后两端由螺母把紧焊牢。在转轴1的传动端(转轴伸出端)设有主轴承4(采用NU2244滚柱轴承)，在转轴1的另一端设有辅助轴承20(采用6236滚珠轴承)。该辅助轴承用以承受电动机运行工况下的转子轴向力。为了保护轴承，防止轴电流对轴承的损坏，在转轴1的一端(非传动端)设有轴刷握18；电机的前内轴承盖19上开有螺孔，固定联接板，联接板上开有齿槽固定轴刷握18，轴刷握18上设有电刷。机座11采用焊接，为内筋结构，幅板开有48个φ50的通风孔。外部表面光滑，结构可靠。定子绕组14使用成型绕组(即绕组导体截面为单一导体)。选择成型绕组，故障率低，使用可靠性高。在机座11的顶部安装有离心式风机25，由风机吸入的风通过机座的通风孔、转子冲片的通风孔以及转子支架7的通风孔，然后由后端盖8下部的出风口以及出风罩27吹出。出风罩上设有防护网，防止异物进入。

该低速大直径高转矩异步电动机已首次应用于交流直驱钻机中，电机主要技术参数如下：

类型：鼠笼式异步电动机

额定功率：375kW

额定电压：600V

额定电流：527A

额定频率：24Hz

同步转速：120r/min

额定转速：101r/min

额定功率因数：≥0.775

额定效率：≥88.3％

恒功最高转速：217r/min

最高转速：390r/min

额定转矩：35224N.m

最大转矩：52836N.m

绝缘等级：200级

通风方式：强迫通风(自带风机，风机功率11kW)

防护等级：IP54

转子槽数：126

转子铁心长：500mm

转子铁心外径：1267mm

转子铁心内径：1070mm

极数：24

定子槽数：144

定子铁心长：500mm

定子铁心外径：1450mm

定子铁心内径：1270mm。

Claims (6)

1、一种低速大直径高转矩异步电动机，包括含有机座(11)、定子铁心(12)、定子绕组(14)的定子装配和含有转轴(1)、转子铁心(10)、转子绕组的转子装配，其特征为：转轴(1)上固定有转子支架(7)，转子铁心(10)采用扇形冲片，整圆拼固在转子支架(7)上，转子绕组由铜导条(13)、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环(15)构成。

2、如权利要求1所述的低速大直径高转矩异步电动机，其特征为：转子扇形冲片内侧开有燕尾，燕尾插入固定拉板(16)，固定拉板(16)通过紧固螺栓(9)径向固定在转子支架(7)上。

3、如权利要求1或2所述的低速大直径高转矩异步电动机，其特征为：铜端环(15)为锯齿形结构，铜导条(13)插入锯齿槽内钎焊。

4、如权利要求1或2所述的低速大直径高转矩异步电动机，其特征为：定子铁心(12)采用扇形冲片，每张扇形冲片外侧上开有两个固定螺杆孔(28)；扇型冲片的一侧开有凹槽(29)，另一侧设有凸齿(30)；扇形冲片叠在拉螺杆(31)和机座的挡板上，同时排圆时扇形冲片拼接侧凸齿(30)和凹槽(29)互相扣合。

5、如权利要求3所述的低速大直径高转矩异步电动机，其特征为：定子铁心(12)采用扇形冲片，每张扇形冲片外侧上开有两个固定螺杆孔(28)；扇型冲片的一侧开有凹槽(29)，另一侧设有凸齿(30)；扇形冲片叠在拉螺杆(31)和机座的挡板上，同时排圆时扇形冲片拼接侧凸齿(30)和凹槽(29)互相扣合。

6、如权利要求1或2或5所述的低速大直径高转矩异步电动机，其特征为：在转轴(1)的一端设有轴刷握(18)；电机的前内轴承盖(19)上开有螺孔，固定联接板，联接板上开有齿槽固定轴刷握(18)，轴刷握(18)上设有电刷。

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