[实用新型]变频高速湿式防爆电机定子与转子槽配合结构

说明书

技术领域：本实用新型涉及一种变频高速湿式防爆电机定子与转子槽配合结构。

背景技术：6000rpm变频高速湿式防爆电机用于煤矿透水抢险，是国家科技支撑计划课题支撑项目，功率为600kW，电压6000V，立式电机，该电机为2极电机，转速6000rpm,变频起动，6000rpm的湿式电机设计、制造目前国际还没有过先例，合理选择定、转子槽配合及槽型对电机性能影响巨大，需要开发定、转子槽配合及槽型，因此合理选择定、转子槽配合及槽型可抑制谐波，降低噪声，提高起动性能，获得较高的效率及功率因数，对临界转速亦有影响，合适的槽型利于缩小电机直径尺寸，便于水泵下井。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种变频高速湿式防爆电机定子与转子槽配合结构：保证电机能够满足泵的起动要求。本实用新型的技术方案为：一种变频高速湿式防爆电机定子与转子槽配合结构，湿式电机属于三相异步电动机，为双层短距同心式绕组，定子(1)由冲片(3)叠压而成，转子(2)为实心轴热套轴环(4)结构，定子槽型(5)为半闭口平行齿梯形槽，转子槽型(6)为倒梨形闭口槽。

定子槽数为24，转子槽数为34，电机的气隙磁密为0.6T左右，定子(1)为斜槽结构，即定子铁芯第一个冲片的槽与最后一个冲片相应的槽，轴线旋转一个角度，将定子槽扭过一个定子齿距。

湿式电机为双层短距同心式绕组，嵌线容易，便于实现机械化。一般q1(每极每项槽数)＝4、6、8适用于二极电机，本实用新型q1＝4,定子槽数为24槽适用于同心双层短距绕组，定子斜槽，斜一个定子齿距，转子槽数应与定子槽数配合确定，定子、转子槽配合的选择应使电机能正常起动，转矩、转速平滑，起动及运转时无显著振动，电磁噪声、杂散损耗小。

异步电动机采用少槽、近槽配合，即转子槽数接近且少于定子槽数，可减少齿谐波磁通在铁心齿中产生的脉振损耗，因此对降低杂散损耗和温升比较有利。但少槽、近槽配合容易产生电磁振动和噪声，也可能会产生同步转矩应全面考虑。

定转子槽配合与异步电机的噪声有直接关系，电磁噪声为噪声源之一，电磁噪声主要由高次谐波的力波振动引起，即随时间和空间而变化，在定子和转子之间作用的力可以通过定子铁心振动而引起电磁噪声；在气隙的任意一点作用着一个径向力，它在单位面积上的大小与气隙的任意一点作用着一个径向力，它在单位面积上的大小与气隙磁密的平方成正比，因此选择尽可能低的气隙磁密对于电机降低电磁噪声很有必要，本电机的气隙磁密为0.6T左右。定子槽数为Z1，转子槽数为Z2，电机极对数为p,对于低噪声电机要满足：│Z1、Z2│≠0、1、2，│Z1、Z2│≠2p、2p±1、2p±2；还需要使最强的定转子磁动势分量的次数不要与一些大的气隙磁导波分量的次数一致，│Z1、Z2│≠p，│Z1、Z2│≠p±1，│Z1、Z2│≠p±2；

本电机初步方案槽配合为24/28,24/34，但从磁密分布以及起动性能和降低振动及噪声角度考虑，经过计算对比，选择了24/34。

很多普通交流铸铝转子电机会采用斜槽，本电机因是转子铜条焊接结构不宜斜槽，将定子槽扭过一个定子齿距，采用斜槽的作用是：电机内部有各种频率的谐波，因定子采用分布短距绕组，所以除齿谐波之外的其它频率的谐波磁势幅值均被极大程度地削弱。由于齿谐波绕组系数等于基波绕组系数，所以齿谐波磁势几乎不受影响。因为三相异步电动机的定、转子开槽，造成整个气隙圆周范围内的磁阻不均匀，电机运转时电磁转矩和感应电动势相应波动。定子斜槽后，形成的电磁转矩和感应电动势近似于同一根导线均匀分布在一段圆周范围内的平均值，能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，降低电磁振动和噪声。定子斜槽后虽然也会使定子感应的基波电动势减少，但选择的斜槽度为一个齿距相对于极距来说小很多，因而对电机基本性能影响很小，故采用定子斜槽。

定子冲片槽型采用半闭口平行齿梯形槽，可以减少铁心表面损耗和齿内脉振损耗，并使有效气隙长度减小，功率因数得到改善。转子采用闭口槽可以达到减少表面附加损耗的效果，同时闭口槽也有利于防止转子铜条甩出，利于缩小电机直径尺寸，便于水泵下井，普通的交流电机实心轴转子槽型一般为开口槽，本电机因用于煤矿抢险，要求直径尽量小，经计算，在要求的设计尺寸下，转子开口槽的轭磁密偏高，不宜采用。本电机因是实心转子故闭口槽不易加工，为解决这个问题，采用实心轴上套轴环，轴环热套在轴上，轴环长度短便于加工，采用线切割。