yr4000—12-2150 10kv大型绕线式三相异步电动机设计和研制

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1、YR4000—12/215010kV大型绕线式三相异步电动机设计和研制　　摘要：本文讨论了YR4000-12/215010kV大型绕线式三相异步电动机的设计研制过程。围绕着设计过程中各部分进行了分析，为今后设计制造大型绕线式三相异步电动机积累了经验。关键词：绕线式异步电动机设计研制1、前言YR绕线式三相异步电动机广泛应用于拖动磨机、轧机等机械设备，我公司研制开发了YR4000-12/215010kV大型绕线式三相异步电动机产品。本文对该电机的设计与研制进行了分析，以期为该类电机设计开拓一个新的思路。2、大型绕线式三相异步电动机的设计过程分析2.1电磁设计根据设计技术要求，确定电机的电磁负

2、荷以及与电磁性能有关的有效部分的尺寸，包含电机的定转子冲片和铁心尺寸及绕组数据等，选定材料，并核算电磁性能和有关参数。定子齿部磁1.48T，轭部磁1.35T，转子齿部磁1.51T，轭部磁1.45T。定子采用双层叠绕组绕组，连接形式定、转子采用Y-Δ连接，并联支路数选为2。2.2结构设计5电机的结构设计是根据电机的使用要求、技术条件以及电磁设计所确定的有关数据，确定电机的机械结构、零部件尺寸，材料的规格、性能及加工要求。YR4000-12/215010kV大型绕线式三相异步电动机中心高确定为630mm，结构形式为IM7311，冷却方式IC01，防护等级IP23，主要由定子、转子、集电环、刷

3、架、座式轴承、底架等几大部分组成。（1）定子定子是由定子铁心、机座、定子绕组等组成。结构形式如图1所示。1.定子绕组；2.端箍；3.定子铁心；4.机座5.线夹；6.定子引接线（a）定子铁心因定子直径大，达到2150mm，因而冲片为多边形扇形片，整圆12片，用0.5mm优质冷轧硅钢片做导磁材料。（b）定子机座采用卧式开启式圆形钢板焊接结构，两侧开有通风孔。这种结构形式紧凑，通风效果好。（c）定子绕组5定子绕组是由相互绝缘的实心矩形股线组成的，采用叠绕组。定子线规选用F级绝缘扁铜线，耐热可达155℃，对地绝缘及主绝缘采用连续式F级云母带包扎，使电机对地绝缘更加可靠。为防止端部和槽部电晕，槽部

4、采用低阻防晕带，端部采用高阻防晕带。为防止绕组端部产生振动和变形，该电机设计了可调的电机端箍支撑。为监测控制定子铁心和线圈温升，设置了6个带远传双支PT100测温元件。图1定子结构示意图（2）转子转子是由转子铁心、转子线圈、转轴、集电环、刷架等组成。（a）转子铁心：转子冲片外径大于1180mm，采用6片扇形片。（b）转子支架：转子支架为铸钢与钢板的焊接结构。为保证强度要求，支架套筒选取了焊接性好的品种。既满足了较高的强度要求，又满足了与钢板的焊接性要求。转子支架与转轴热套。为保证转子支架外圆与转轴的同轴度，转子支架在与轴热套前留4mm加工量，与轴热套后再加工到最终尺寸。看似简单的安排，对

5、下一步的铁心压装、保证气隙均匀起到了作用。（c）线圈支架：线圈支架兼做转子压圈。铁心与线圈支架、转子支架之间以12根螺柱轴向定位，以6对斜键径向定位，与轴成为一个整体线圈支架与转子线圈间留有间隙，中间垫以绝缘材料，对线圈具有良好的支撑。（d）5转子线圈：转子线圈绝缘采用三合一绝缘包扎模压成型半固化工艺，增强了耐压水平。转子线圈采用TMR扁铜排并绕插入式绕组，包好绝缘后将线圈进行热压固化，然后进行嵌线。为防止嵌线时损伤绝缘，线圈外包一层复合箔。嵌线完后转子整体浸无溶剂漆，并烘干。由于转子外径大，离心力高大，转子线圈端部的绑扎支撑和绝缘尤为重要。轴伸端设置零环，减少了转子线圈接线的复杂程度，

6、零环用均布的12个线夹固定在线圈支架上，与线圈支架之间垫以适形材料。为了良好绝缘，转子线圈上下层之间垫以绝缘材料。转子线圈端部引线接头采用银焊，保证了过电面积和焊接质量。转子线圈端部绑扎无纬带，无纬带选材使用了强度高的聚酯型无纬带，无纬带厚度、匝数、承受的应力进行了详细的计算，小于许用应力。（e）转轴：转轴是电机转动部分的关键部件。它要传递转矩，承受转子全部重力和单边磁拉力，还要承受弯矩、轴向推力等力。因此转轴材料采用45号钢Ⅱ级锻件。对轴的挠度和临界转速进行了计算，符合要求。（f）转子集电环和刷架：集电环通过固定在刷架上的电刷连接外部起动电阻，并在电机起动后将转子绕组短路。YR4000

7、-12/215010kV电机由于转子电流大，达到9405A，我公司已有的集电环已不能满足要求，因此根据该电机设计了全新的集电环。集电环外径560mm，电刷数量、电刷引线电密、刷架引接电缆重新进行了核算，以满足大电流的要求。刷架采用固定在座式轴承外盖上的方式，结构紧凑。（3）轴承轴承采用座式滑动轴承，为了防止轴电流的产生，轴承一端绝缘，一端不绝缘。每端轴承各带有一支Pt100轴承测温元件。3、结语电机主要性能参数设计值与试验值的对比在