CN202488305U - 高效小功率三相交流异步电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效小功率三相交流异步电动机，包括有机壳和前、后端盖，机壳的内腔中设有定子、转子，定子上缠绕有绕组，转子由多片转子冲片层叠而成，定子由多片定子冲片层叠而成；转子冲片的边缘设有若干道转子冲片槽，定子冲片的中心设有定子中心孔，定子冲片上设有定子线槽；定子冲片的外缘设置有多个边缘槽。本实用新型通过采用新型的电机优化算法，合理设计电机定、转子冲片，电机线圈及对铁心长度尺寸进行优化，能有效地节约能源，提高了电机性能，其效率提高了1%，功率因数提高了略有0.1左右。

Description

高效小功率三相交流异步电动机

技术领域

    本实用新型涉及三相交流异步电动机，尤其是一种高效小功率三相交流异步电动机。

背景技术

量大面广的中小功率交流电动机，其所消耗的电能约占全国发电量的60～70%，是最大的耗能大户，因此中小功率电机的节能是电机行业面临的严峻课题，也是电机行业发展的新机遇与新挑战。 若把中小型电动机的效率平均提高一个百分点，一年可节电20多亿kWh。由此可见，电动机的节能潜力巨大，提高中小型电动机的能源效率是工业终端设备节能的一个重要方面。中国电动机总容量约400GW，其中近80%为中小型，年用电量660TW·h。中小型电动机平均效率87%，国际先进水平为92%，中国中小型电动机节电潜力约为12TW·h。从节约能源、保护环境出发，高效率电动机是目前的国际发展趋势，美国、加拿大、欧洲相继颁布了有关法规。欧洲根据电动机的运行时间，制定的CEMEP标准将效率分为eff1（最高）、eff2、eff3（最低）三个等级，从2003-2006年间分步实施。最新出台的IEC 60034-30标准将电机效率分为IE1（对应eff2）、IE2（对应eff1）、IE3、IE4（最高）四个等级。我国承诺从2011年7月1日起执行IE2及以上标准。随着我国加入WTO，我国电机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从国际和国内发展趋势来看，推广中国高效率电动机是非常有必要的，这也是产品发展的要求，使我国电动机产品跟上国际发展潮流，同时也有利于推进行业技术进步和产品出口的需要。

原来所用的三相Y系列电机经过几次改进，效率已有了一定的提高，但与国际水平相比，仍有一定差距。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高效小功率三相交流异步电动机，能有效地达到节约能源，提高电机性能需求的满意效果。

本实用新型的技术方案如下：

一种高效小功率三相交流异步电动机，包括有机壳和设于机壳前后端的前、后端盖，所述机壳的内腔中设有定子，定子内设有转子，定子上缠绕有绕组，所述的转子由多片转子冲片层叠而成，所述的定子由多片定子冲片层叠而成；其特征在于：所述转子冲片的边缘设有若干道沿转子冲片表面径向分布的转子冲片槽，所述转子冲片槽的一端指向转子冲片的中心，转子冲片槽另一端呈开口状；所述定子冲片的中心设有定子中心孔，所述定子冲片上设有若干道沿定子冲片表面径向分布的定子线槽，所述定子线槽呈辐射状分布于定子中心孔的外缘，所述定子线槽的一端指向定子冲片的中心，并呈开口状，定子线槽的另一端为弧形；所述定子冲片的外缘设置有多个边缘槽。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片槽的个数为16或20，定子线槽的个数为18或24。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片的中心设有转子中心孔，所述转子中心孔的孔径为26mm或38mm。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述定子和转子之间的气隙长度为0.3mm或0.4mm。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述绕组设置在定子线槽内，绕组由导线绕制而成，所述导线为单层交叉设置，导线的线径为0.67mm，导线的匝数为90或为单层同心式设置，导线为两根线径0.8mm并绕，导线的匝数为38。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片槽上开口的宽度为1mm。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子中心孔的边缘设有斜槽和方槽，所述斜槽两侧边的长度比为3：2，方槽宽4mm深2.5mm。

所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述的边缘槽为阶梯槽，阶梯槽第一层阶梯的深度为2.5mm，宽度为14mm，阶梯槽第二层阶梯的深度为2mm，宽度为2.5mm，阶梯槽第二阶梯的一边与阶梯槽第一阶梯的中线一致。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过采用新型的电机优化算法，合理设计电机定、转子冲片，电机线圈及对铁心长度尺寸进行优化，能有效地节约能源，提高了电机性能，其效率提高了1%，功率因数提高了略有0.1左右。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的转子冲片的结构示意图。

图3为本实用新型的定子冲片的结构示意图。

图4为本实用新型的绕组的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的转子冲片的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：1.1kW2极高效小功率三相交流异步电动机

参见图1~4，本实用新型包括机壳1和设于机壳1前后端上的前端盖2和后端盖3，在机壳1的内腔中设有定子4和设置在定子4内与定子4相匹配的转子5，定子4和转子5之间的气隙长度为0.3mm，定子4上缠绕有绕组6，绕组6设置在定子线槽10内，转子5由多片转子冲片层叠而成，定子4由多片定子冲片层叠而成；在转子冲片的边缘设有若干道沿径向均匀分布的转子冲片槽7，转子冲片槽7的一端指向转子冲片的中心，另一端呈开口状；在定子冲片的中心设有定子中心孔9，在定子冲片上均匀设置有若干径向分布的定子线槽10，定子线槽10的个数为18，定子线槽10呈辐射状均匀地分布于定子中心孔9的外缘，定子线槽10的一端指向定子冲片的中心，并呈开口状，定子线槽10的另一端为平底；在定子冲片的外缘均匀设置有四个边缘槽12，边缘槽12为阶梯槽，阶梯槽第一层阶梯的深度为2.5mm，宽度为14mm，第二层阶梯的深度为2mm，宽度为2.5mm，第二阶梯的一边与第一阶梯的中线一致；

转子冲片槽7的个数为16，在转子冲片的中心设有转子中心孔8，转子中心孔8的孔径为26mm，转子冲片槽7上开口的宽度为1mm；

绕组6由导线绕制成成，导线为单层交叉设置，导线的线径为0.67mm，导线的匝数为90。

在转子中心孔8的边缘设有斜槽11，斜槽11两侧边的长度比为3:2。

本实用新型三相交流异步电动机与现有技术当中的电动机的性能参数对比如表1所示。

表1

	η（%）	cosφ	Tm/Tn	Tst/Tn	Ist/In
						现有技术	77.473	0.80115	2.191	2.2132	5.0201
本实用新型	78.886	0.90375	1.9507	2.0584	5.0027

从表1的结果来可以看出：本实用新型效率有了改善，提高了1%；功率因数提高了略有0.1左右。

现有技术的定转子材料方面均采用的是DR510-50型热轧钢，本实用新型采用冷轧钢DW465-50。热轧钢经过电工钢行业上百年的发展，其制造水平和磁性能有很大的提高，但除了其生产时消耗的能量，产生的污染之外，它的性能质量明显的差于冷轧电工钢。冷轧钢在尺寸精度、表面质量方面远优于热轧钢。在磁性能方面，即使同样铁损的情况下，冷轧钢的磁感仍比热轧钢高出0.14~0.15T，这使得统一工作点所需的磁场强度明显下降，得以减少线圈匝数，降低铜耗，在同样的铁损情况下，冷轧钢磁感的激磁电流小，效率相应的也要高。此外，冷轧钢的生产工艺也要好于热轧钢。热轧钢的同板差≤50μm叠压系数≥95% ，而冷轧钢的同板差≤15μm，叠压系数≥98% 。

实施例2：3kW2极极高效小功率三相交流异步电动机

参见图1、3~5，本实用新型包括机壳1和设于机壳1前后端上的前端盖2和后端盖3，在机壳1的内腔中设有定子4和设置在定子4内与定子4相匹配的转子5，定子4和转子5之间的气隙长度为0.4mm，定子4上缠绕有绕组6，绕组6设置在定子线槽10内，转子5由多片转子冲片层叠而成，定子4由多片定子冲片层叠而成；在转子冲片的边缘设有若干道沿径向均匀分布的转子冲片槽7，转子冲片槽7的一端指向转子冲片的中心，另一端呈开口状；在定子冲片的中心设有定子中心孔9，在定子冲片上均匀设置有若干径向分布的定子线槽10，定子线槽10的个数为24，定子线槽10呈辐射状均匀地分布于定子中心孔9的外缘，定子线槽10的一端指向定子冲片的中心，并呈开口状，定子线槽10的另一端为平底；在定子冲片的外缘均匀设置有四个边缘槽12，边缘槽12为阶梯槽，阶梯槽第一层阶梯的深度为2.5mm，宽度为14mm，第二层阶梯的深度为2mm，宽度为2.5mm，第二阶梯的一边与第一阶梯的中线一致；

转子冲片槽7的个数为20，在转子冲片的中心设有转子中心孔8，转子中心孔8的孔径为26mm，转子冲片槽7上开口的宽度为1mm；

绕组6由导线绕制成成，导线为单层交叉设置，导线的线径为0.67mm，导线为两根线径0.8mm并绕，导线的匝数为38。

在转子中心孔8的边缘设有斜槽11和方槽13，斜槽11两侧边的长度比为3:2，方槽13宽4mm神2.5mm。

本实用新型三相交流异步电动机与现有技术当中的电动机的性能参数对比如表2所示。

表2

	η（%）	cosφ	Tm/Tn	Tst/Tn	Ist/In
						现有技术	75.981	0.64206	2.8316	2.6574	4.5655
本实用新型	78.074	0.64557	3.0652	2.7442	5.2048

从表2的结果来可以看出：本实用新型效率有了改善，提高了1%。

现有技术的定转子材料方面均采用的是DR510-50型热轧钢，本实用新型采用冷轧钢DW465-50。热轧钢经过电工钢行业上百年的发展，其制造水平和磁性能有很大的提高，但除了其生产时消耗的能量，产生的污染之外，它的性能质量明显的差于冷轧电工钢。冷轧钢在尺寸精度、表面质量方面远优于热轧钢。在磁性能方面，即使同样铁损的情况下，冷轧钢的磁感仍比热轧钢高出0.14~0.15T，这使得统一工作点所需的磁场强度明显下降，得以减少线圈匝数，降低铜耗，在同样的铁损情况下，冷轧钢磁感的激磁电流小，效率相应的也要高。此外，冷轧钢的生产工艺也要好于热轧钢。热轧钢的同板差≤50μm叠压系数≥95% ，而冷轧钢的同板差≤15μm，叠压系数≥98% 。

Claims (8)

1.一种高效小功率三相交流异步电动机，包括有机壳和设于机壳前后端的前、后端盖，所述机壳的内腔中设有定子，定子内设有转子，定子上缠绕有绕组，所述的转子由多片转子冲片层叠而成，所述的定子由多片定子冲片层叠而成；其特征在于：所述转子冲片的边缘设有若干道沿转子冲片表面径向分布的转子冲片槽，所述转子冲片槽的一端指向转子冲片的中心，转子冲片槽另一端呈开口状；所述定子冲片的中心设有定子中心孔，所述定子冲片上设有若干道沿定子冲片表面径向分布的定子线槽，所述定子线槽呈辐射状分布于定子中心孔的外缘，所述定子线槽的一端指向定子冲片的中心，并呈开口状，定子线槽的另一端为弧形；所述定子冲片的外缘设置有多个边缘槽。

2.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片槽的个数为16或20，定子线槽的个数为18或24。

3.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片的中心设有转子中心孔，所述转子中心孔的孔径为26mm或38mm。

4.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述定子和转子之间的气隙长度为0.3mm或0.4mm。

5.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述绕组设置在定子线槽内，绕组由导线绕制而成，所述导线为单层交叉设置，导线的线径为0.67mm，导线的匝数为90或为单层同心式设置，导线为两根线径0.8mm并绕，导线的匝数为38。

6.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子冲片槽上开口的宽度为1mm。

7.根据权利要求3所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述转子中心孔的边缘设有斜槽和方槽，所述斜槽两侧边的长度比为3：2，方槽宽4mm深2.5mm。

8.根据权利要求1所述的高效小功率三相交流异步电动机，其特征在于：所述的边缘槽为阶梯槽，阶梯槽第一层阶梯的深度为2.5mm，宽度为14mm，阶梯槽第二层阶梯的深度为2mm，宽度为2.5mm，阶梯槽第二阶梯的一边与阶梯槽第一阶梯的中线一致。

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