[实用新型]一种用于研究铁芯损耗影响因素的交流电动机

说明书

技术领域

本实用新型属于交流电动机设计及测试领域，特别涉及一种用于研究铁芯损耗影响因素的交流电动机。

背景技术

交流电动机铁芯损耗的影响因素繁多，针对一台特定电机，其铁耗影响因素可简要归结为两大类：电磁方面和制造加工工艺方面。前者主要包括磁密不均匀分布、旋转磁化以及谐波磁场等，这些影响因素可以通过基于现代计算机技术的数值仿真技术进行研究；后者主要包括冲片加工过程中造成的冲剪应力、冲片毛刺以及铁芯压装过程中造成的冲片间承受压力增加、片间绝缘破坏等，这些因素主要受制造加工工艺水平影响，很难通过仿真手段进行研究。为了清晰说明研究铁耗影响因素的复杂性及困难难度，以下从铁耗测试和计算两方面进行阐述。

在铁耗测试方面，我国国家标准GB/T 1032-2005中明确规定了空载铁耗的测试方法，即在测得空载输入功率后，由输入功率减去试验温度下定子绕组铜耗得出风摩耗和铁耗之和，然后通过分离风摩耗和铁耗，便可得空载铁耗。然而，即使在能够精确分离风摩耗的前提条件下，按照这种测试方法所测得的铁耗可以看作是广义的“空载铁耗”，因为所测得的损耗值并不仅仅是铁芯冲片中所消耗的能量，这部分损耗按照产生部位及来源可将其分为以下几方面：

1)由基波和谐波磁场产生的损耗；

2)在加工过程中形成的冲片毛刺、片间绝缘破坏等因素引起的附加损耗；

3)在机座、扣片和压圈以及端盖中产生的基频附加损耗；

4)转子导条中的谐波电流产生的附加铜耗。

在铁耗计算方面，电机铁耗影响因素繁多，传统电机设计方法中采用基于磁路分析的电磁计算方法，该方法主要通过引入经验系数计及铁耗的众多影响因素。而经验系数受铁芯材料、电机结构以及制造工艺等多种因素影响，取值范围十分宽泛，且无法研究不同影响因素对损耗的具体影响程度。近年来，基于有限元法的铁耗计算方法得以广泛应用，其优点在于能够计及电机实际结构、不需要引入过多经验系数，同时还能够对电机内部损耗分布进行细致分析。但其在分析制造加工工艺等损耗影响因素方面，仍具有一定局限性。

综上，电机损耗测试过程中，实测得到的空载铁耗数据为众多影响因素共同作用后的铁耗值，而在传统的铁耗计算中，仅仅把这些影响因素对损耗的影响通过引入经验系数来计及，无法研究损耗某一个具体影响因素对铁耗的影响；此外，基于有限元法的铁耗计算方法，尽管能够研究其中部分影响因素对损耗的具体影响程度，但对于涉及到制造工艺(例如片间绝缘、毛刺等)方面的影响因素仍难以计及。因此，研制一种能够深入研究鼠笼式异步电动机铁耗影响因素的多功能实验装置对电机铁耗特性的研究是非常有必要的。这一方面可以精确研究不同影响因素对损耗的具体影响程度，并在此基础上研究有利于降低铁芯损耗的节能措施；另一方面还使得铁耗计算值与电机的真实铁耗值更具可比性，有利于验证不同铁耗计算方法在电机铁耗计算应用中的正确性和实用性。

发明内容

本实用新型针对传统鼠笼式异步电动机铁芯损耗影响因素众多这一问题，提供了一种用于研究铁芯损耗影响因素的交流电动机。

本实用新型采用的技术方案为：

在转子轴上依次套装由若干个转子铁芯冲片组成的转子铁芯和由若干个定子铁芯冲片组成的定子铁芯。转子轴的左侧设置用于卡住转子铁芯的台阶，并在右侧设置转子铁芯压紧螺母将转子铁芯冲片压紧；在转子铁芯的转子槽中设置转子导条，转子导条的两端通过钎焊工艺固定在转子端环上，构成鼠笼结构；绝缘机座左侧与转子轴左侧台阶相对应的位置设置用于卡住定子铁芯的台阶，并在右侧设置定子压紧法兰盘，通过绝缘压圈将定子铁芯冲片压紧。

所述定子和转子的冲片均采用线切割加工，避免了铁芯冲片毛刺以及冲剪应力对铁芯损耗的影响。

所述定子绕组采用同心式绕组、交叉链式绕组或正弦绕组，可对比分析不同绕组型式产生的谐波磁场对铁芯损耗的影响。

所述定子或转子的铁芯冲片上涂覆绝缘漆进行绝缘处理。

所述压装后的绝缘压圈与定子压紧法兰之间安装压力传感器，用于对比铁芯冲片承受不同压力时对铁芯损耗的影响。

所述转子导条为铜条，且转子导条与转子槽顶之间存在一个间隙，该间隙不小于齿谐波的透入深度，用以避免谐波磁场切割转子导条产生感应电势进而在转子导条顶部感生谐波电流产生损耗对铁芯损耗测试结果的影响。

所述转子导条与转子槽的槽璧之间设置绝缘层，避免了转子导条间的横向电流对铁芯损耗测试结果的影响。

所述定子铁芯和转子铁芯的槽口两侧表面不整齐度不超过0.1mm。