一种小功率三相异步电动机

一种小功率三相异步电动机

叶正良

江苏圣彼德机电股份有限公司

摘要：本文中的小功率三相异步电动机在结构上包含了电动机、散热筋、接线盒等部分。另外还设有金属扣固定，收纳用具有减震功能的支撑以及隔音板，在进行拆卸、安装时更为快捷简便，方便后期维修保养。能够适用于各种工作场景，也能够为我国小功率三相异步电动机的未来发展提供参考价值。

关键词：小功率；三相异步；电动机

目前国际市场对许多国家的电动机效率标准都进行了严格的规范，高效率低功率的电动机从节能环保角度上值得广泛推广并拥有较好的发展形势。为使我国的小功率三相异步电动机能够进入国际市场，按照美国的高效能标准对小功率三相异步电动机进行设计。设计目标为电动机总耗损低于老款电动机，工作效率提升2.5%左右。对产品的设计需要注意功率与极数，电动机的定子铜耗、铁耗以及转子铝耗和附件损耗，不同型号的电动机在这些损耗方面的比例也各不相同。设计时需要考虑降低电动机的总耗损，结合各个部分的损耗比例来进行设计。

1、定、转子冲片的设计

1.1定子冲片外径的选择

电磁方面的设计上需要考虑有效材料是否采用相同的用量，若用量固定则铁芯磁的负荷则不变，定子冲片的外径与铁芯长度成反比，外径增大铁芯长度缩短，这样能够确保铁耗保持不变的水平。定子绕组直线的损耗变量则需要考虑到绕组端部的长度与直线长度之间的比例情况。通过计算可以看出，小功率三相异步电动机采用2极电机，放大冲片外径后其端部会较长，整体绕组的损耗会增加，导致工作效率降低。采用4极电机则可以忽略外径变化对工作效率的影响。采用6极电机则因端部变短，放大冲片外径后整体绕组的损耗都有所下降，能够提升工作效率。由此可见采用不同极数的电机其外径对工作效率能够产生不同的影响。在外径统一的情况下，不同极数的电机的结构零件均不相同。这样一方面会影响到电机的投入成本、成型周期。定子冲片的外径产生变化则需要投入大量的人力物力和制造成本，因此小功率三相异步电动机的定子冲片外径不变，通过增加有效材料及降低电磁符合的形式来降低电机的耗损。

1.2转子槽型的选择

在设计小功率三相异步电动机时转子的槽型采用了圆底槽的结构，这样能够延长小功率电动机的冲模年限，也能够增强转子的机械齿部强度。考虑到不同电机的机座对转子产生的影响，71级以下的机座采用了平行齿部的半闭口槽，而80级以上的机座采用了深槽的结构，由此可以得出，槽的面积越大，起动漏抗就大，运行漏抗就小，能够有效维持较高的力能，获得更强的起动性能。

2、关键材料的选择

2.1 低损耗、高导磁的导磁材料选择

为能够有效地降低小功率电动机的铁耗，在确保电机有效材料持稳的情况下，除了适当地增加铁芯的材料以外，尽量选择性能更好，价格更加划算的导磁材料也是一种不错的选择。从综合的角度来考虑导磁材料的磁密、铁损值的性能、价格等方面，采用DR的420和450导磁材料最为合适。机座较小的电机主要的消耗为定转子的铜耗，占整个电机总损耗的大半部分，而铁耗的比例较少，可以采用DR450材料；机座较大的电机铁耗占比较大，可以采用DR420材料。虽然价格方面420比较450成本更高，但P10/50能够下降6%左右，能够有效降低电机的铁耗总量，同时也能够有效降低定子铜耗和转子铝耗，也能够有效降低其他的闲杂损耗。我国已经开始广泛推广冷轧硅钢片，电机的产量能够有效稳定冷轧材料的价格，设计小功率三相异步电动机可以选择性能更好的冷轧导磁材料来完全取代传统热轧导磁材料。

2.2 导电材料

为便于小功率三相异步电动机在国际市场上的推广，电机设计采用了F级的绝缘材料，电磁线采用高强度改性局醋漆包圆铜线材料。漆膜的双面厚度能够达到0.06mm。槽绝缘方面采用了聚醋薄膜聚酯纤维与无织布的复合绝缘材料，厚度方面71级及以下机座采用0.25mm规格，80级及以上机座采用0.3mm规格。槽楔采用了环氧酚醛层的压玻璃布板，厚度设置为1.5mm。较高的槽满率能够有效降低材料方面的消耗，但在下线方面则增加了一定的难度和工作量，另外槽满率太高也会导致绕组绝缘出现破压的情况。但槽满率太低就会增加材料方面的消耗，电机也不利于散热，从综合角度来考虑，槽满率通常控制在80%以内即可。因小功率三相异步电动机的防护等级需要达到IP55，因此设计时在电机的前后两端盖子上增加了密封圈的设计，在进行试样过程中发现电机的工作效率测试结果与预计目标有较大差距，后经过反复试验通过调整密封圈与转轴的尺寸匹配程度和装配工艺，将电机工作效率的影响率控制在3%-4%之间。后对密封圈的结构进行了重新设计，改良了与转轴之间的尺寸，有效降低对电机的工作效率影响，同时也能够达到安全防护的作用。

结束语：异步电动机在我国的应用较为广泛，无论是工业、农业、国防、交通还是人们的日常生活当中都能够看到异步电动机的身影。对比其他类型电动机，异步电动机的结构更加简单、运行更加稳定、制造更加方便、维护更加容易、成本更加实惠。但在调速方面仍然存在着一定的问题，需要进行进一步的完善和改进，为我国的异步电动机可持续发展提供有效的参考。

参考文献：

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