CN201667594U - 一种24极三相异步电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种24极三相异步电动机，定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的58～75倍。转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的55～73倍。定/转子的槽配合为72/54、72/90、144/126、144/108，定子每极每相槽数为整数。转子为鼠笼型，当定子槽数小于转子槽数，转子斜槽的距离为1个定子齿距；反之，转子斜槽的距离为1个转子齿距。本实用新型冲片结构均匀，定子齿部及轭部磁通密度、转子齿部及轭部磁通密度分布合理均衡，有效降低了冲片的铁损耗、减少电机发热和降低绕组温升。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动机，尤其是一种24极三相异步电动机。
背景技术
目前，国内三相异步电动机技术已普遍应用于2极、4极、6极、8极、10极、12极中。现有技术中，6极定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的10～18倍，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的7～16倍；8极定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的15～25倍，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的8～23倍；10极定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的24～27倍，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的9～24倍；12极定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的25～28倍，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的10～26倍；而对于24极的电动机，则借用现有的6～12极的某一个极数的定转子冲片制作，如附图图1和图2所示。图1为现有技术的12极定子冲片结构，应用于24极三相异步电动机中，当定子齿部磁通密度为一个合理值(例如：15500高斯)时，定子轭部的磁通密度则为5160～5790高斯，显然磁路不平衡。图2为现有技术的10极转子冲片结构，应用于24极三相异步电动机中，当转子齿部磁通密度为一个合理值(例如：15500高斯)时，转子轭部的磁通密度则为1940～5100高斯，显然磁路不平衡。如果借用8极转子冲片结构制作，则转子轭部的磁通密度将更低，磁路将更不平衡。可见，采用现有的6～12极的某一个极数的定转子冲片制作24极的电动机导致磁路分布极不平衡，定子齿部磁路的磁通密度过于饱和而定子轭部磁路的磁通密度又过低，无法使磁性材料得到充分的应用。有时为了使定子齿部磁路的磁通密度满足要求，不得不加长铁心长度，导致材料的浪费，成本的增加。转子磁路同样存在上述磁路分布不平衡的问题。
现有技术中的常用的定转子槽配合有36/28、48/44、54/58、90/72、90/106等，应用于24极电动机中每极每相槽数为分数；例如，Q1＝90， Q1为定子槽数，则定子每极每相槽数(q＝Q1/m/2P＝90/3/24＝5/4)为分数。当每极每相槽数为分数时，绕组中的相带谐波含量异常丰富，电动机运行时电磁噪声显著；同时由于相带谐波含量增加导致电动机谐波漏抗增大、杂散损耗增加，电动机起动力矩、最大力矩及电动机运行效率下降；此外，当每极每相槽数为分数时，三相绕组之间为非对称排列，致使定子绕组嵌线工时增加，出错率增大。
对于现有技术中的常用的定转子槽配合72/58、72/86、72/84虽然有Q1＝72可以满足定子每极每相槽数为整数的条件，但现有技术中的72/58、72/86、72/84，系6极或8极槽配合，现有技术中的6、8极定子冲片Q1×bt1＝(10～25)hj1，6、8极转子冲片Q2×bt2＝(7～23)hj2(Q1为定子槽数，bt1为定子齿宽，hj1为定子轭高，Q2为转子槽数，bt2为转子齿宽，hj2为转子轭高)，定子齿部磁通密度与定子轭部磁通密度极不均衡，转子齿部磁通密度与转子轭部磁通密度极不均衡，使磁性材料得不到充分地利用。
而且，借用现有的72/58、72/86、72/84定转子槽配合，应用于24极电动机中，则对于Q1/Q2＝72/58槽配合，2P＝24，由于58＝72-12-2符合Q2＝Q1±P±i(i＝1，2，3，4)的条件，定、转子二阶齿谐波相互作用可能产生电磁噪声；同理，对于Q1/Q2＝72/86槽配合，2P＝24，由于86＝72+12+2符合Q2＝Q1±P±i(i＝1，2，3，4)的条件，定、转子二阶齿谐波相互作用可能产生电磁噪声。对于Q1/Q2＝72/84槽配合，2P＝24，由于84＝72+12符合Q2＝Q1±P的条件，定、转子二阶齿谐波相互作用使电动机在运转时产生同步转矩。
发明内容
本实用新型提供一种设计合理、能够充分满足24极三相异步电动机要求的设计方案。
本实用新型的24极三相异步电动机，其中，定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的58～75倍。设定子槽数为Q1，定子齿宽为bt1，定子轭高为hj1，则有Q1×bt1＝(58～75)hj1。这样，使得定子齿部磁通密度为定子轭部磁通密度的1.0～1.3倍，电机定子冲片得到充分合理的利用。当定子齿部磁通密度为一个合理值(例如：15500高斯)时，定子轭部的磁通密度则为11900～15500高斯，显然磁路相对均衡。
上述的24极三相异步电动机，其中，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的55～73倍。设转子槽数为Q2，转子齿宽为bt2，转子轭高为hj2，则有Q2×bt2＝(55～73)hj2。这样，使得转子齿部磁通密度为转子轭部磁通密度的1.03～1.36倍，电机转子冲片得到充分合理的利用。当转子齿部磁通密度为一个合理值(例如：15500高斯)时，转子轭部的磁通密度则为11400～15050高斯，显然磁路相对均衡。
同时，使定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积等于或基本上等于转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积。这样，定子冲片的磁路与转子冲片磁路之间也相对均衡。
本实用新型电机定子冲片的Q1×bt1÷hj 1参数值和转子冲片Q2×bt2÷hj2参数值均为适宜于24极电机的合理参数值，Q1×bt1≈Q2×bt2，使得定子齿部和轭部的磁路相对均衡、转子齿部和轭部的磁路相对均衡、定子与转子的磁路相对均衡，使磁性材料得到充分的利用，从而降低成本、降低铁耗、提高性能。
本实用新型的24极三相异步电动机，其中，定/转子的槽配合为72/58、72/90、144/126、144/108，定子每极每相槽数为整数。即：Q1/Q2为72/58、72/90、144/126、144/108定子每极每相槽数(q＝Q1/m/2P例如Q1＝72，m＝3，2P＝24。则q＝72/3/24＝1)为整数。这样，电动机的各次谐波含量很小，从而克服了现有技术对24极电机性能的不良现象，充分满足了电动机对振动、噪声、效率、力矩等综合性能的要求。
本实用新型的24极三相异步电动机，其中，转子为鼠笼型，当定子槽数小于转子槽数(Q1＜Q2)，转子斜槽的距离为1个定子齿距；当定子槽数大于转子槽数(Q1＞Q2)，转子斜槽的距离为1个转子齿距。即：设定子内径为Di1，转子外径为D2，定子齿距为t1，转子齿距为t2，转子斜槽为sk，则当Q1＜Q2时，取sk＝t1＝π×Di1÷Q1；当Q1＞Q2时，取sk＝t2＝π×D2÷Q2。这样以便削弱电动机定子、转子齿谐波。
本实用新型的24极三相异步电动机，其中，所述的定子冲片设有若干个定子槽，相邻定子槽间设有冲片齿，冲片齿为平行齿或基本平行齿。
附图说明
图1为现有技术的电机定子冲片结构示意图；
图2为现有技术的电机转子冲片结构示意图；
图3为本实用新型的24极三相异步电动机定子冲片结构示意图；
图4为本实用新型的24极三相异步电动机转子冲片结构示意图；
Q1定子槽数bt1定子齿宽hj1定子轭高Q2转子槽数bt2转子齿宽hj2转子轭高
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如附图3所示的本实用新型的定子冲片结构，定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的58～75倍，即：Q1×bt1＝(58～75)hj1。其中，定子冲片包括若干个定子槽、相邻定子槽间设有冲片齿，冲片齿为平行齿或基本上为平行齿。与本实用新型的定子冲片相比，附图1所示的现有技术的Q1×bt1÷hj1参数值明显要小，反映出现有技术中的定子冲片的轭部高度hj1相对定子齿宽bt1很大，定子齿部和轭部的磁路则不均衡，磁性材料不能得到充分的利用。
如附图4所示的本实用新型的转子冲片结构，转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的55～73倍，即：Q2×bt2＝(55～73)hj2。与本实用新型的转子冲片相比，附图2所示的现有技术的转子冲片Q2×bt2÷hj2参数值明显要小，反映出现有技术中的转子冲片的轭部高度较本实用新型电机冲片Q2×bt2÷hj2参数值相对转子齿宽bt2很大，转子齿部和轭部的磁路则不均衡，磁性材料不能得到充分的利用。
表1为借用现有技术的定子冲片的90槽跨距为3的24极电动机定子绕组谐波分析。由表1可见谐波含量异常丰富，FP＝100以内的谐波中，除极对数为12的基波外，还含有低次谐波6，高次谐波24、42、48、66、78、84、96等，应用于电机中则振动及电磁噪声增大、电机损耗增加、效率下降、电机起动及最大力矩减小。
表1：90槽跨距为3的24极电动机定子绕组谐波分析
Q1＝90 2P＝24 Y＝3 Q1＝5/4 G1＝100K＝0
P＝12 Kyp＝0.9511 KqpA＝.9567 KqpB＝.9567 KqpC＝.9567 FP＝100 FPF＝0
| V | KQV | PHAN | Kqv+ | Kqv- | Kyv | Fv+ | Fv- |
| 6 | .149 | 36 | 0 | .14945 | .58779 | 0 | 19.30927 |
| 12 | .957 | 72 | .95668 | 0 | .95106 | 100 | 0 |
| 24 | .102 | 144 | 0 | .10223 | .58779 | 0 | 3.30227 |
| 42 | .109 | 252 | 0 | .10946 | -.95106 | 0 | -3.269161 |
| 48 | .109 | 108 | .10946 | 0 | -.95106 | -2.860516 | 0 |
| 66 | .102 | 216 | .10223 | 0 | .58779 | 1.200825 | 0 |
| 78 | .957 | -72 | 0 | .95668 | .95106 | 0 | 15.38461 |
| 84 | .149 | -36 | .14945 | 0 | .58779 | 1.3799234 | 0 |
| 96 | .149 | 36 | 0 | .14945 | -.58779 | 0 | -1.20683 |
表2为本实用新型的72槽跨距为3的24极电动机定子绕组谐波分析，显然，电动机的各次谐波含量很小，FP＝100以内的谐波中，除极对数为12的基波外，没有低次谐波6，高次谐波中也只有60、84，这样就克服了现有技术对24极电机性能的不良现象，充分满足了电动机对振动、噪声、效率、力矩等综合性能的要求。
表2：本实用新型的72槽跨距为3的24极电动机定子绕组谐波分析
Q1＝722 P＝24 Y＝3 Q1＝1/1 G1＝100 K＝0
P＝12 Kyp＝1 KqpA＝1 KqpB＝1 KqpC＝1 FP＝100 FPF＝0
| V | KQV | PHAN | Kqv+ | Kqv- | Kyv | Fv+ | Fv- |
| 12 | 1 | 60 | 1 | 0 | 1 | 100 | 0 |
| 60 | 1 | -60 | 0 | 1 | 1 | 0 | 20 |
| 84 | 1 | 60 | 1 | 0 | -1 | -14.285714 | 0 |
Claims (7)
1.一种24极三相异步电动机，其特征在于：定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积是定子轭部高度的58～75倍。
2.如权利要求1所述的24极三相异步电动机，其特征在于：转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积是转子轭部高度的55～73倍。
3.如权利要求1所述的24极三相异步电动机，其特征在于：定子冲片的槽数与定子齿宽的乘积等于或基本上等于转子冲片的槽数与转子齿宽的乘积。
4.如权利要求1所述的24极三相异步电动机，其特征在于：所述的定子冲片设有若干个定子槽，相邻定子槽间设有冲片齿，冲片齿为平行齿。
5.如权利要求1所述的24极三相异步电动机，其特征在于：定/转子的槽配合为72/54、72/90、144/126、144/108，定子每极每相槽数为整数。
6.如权利要求1所述的24极三相异步电动机，其特征在于：当定子槽数小于转子槽数，转子斜槽的距离为1个定子齿距；当定子槽数大于转子槽数，转子斜槽的距离为1个转子齿距。
7.如权利要求6所述的24极三相异步电动机，其特征在于：所述的转子为鼠笼型。
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| CN106849423B (zh) * | 2017-02-28 | 2023-11-21 | 合肥工业大学 | 双斜槽转子、基于该转子的定转子等槽配合结构 |
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