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  电动机结构 与 材料_工学_高等教育_教育专区。主要介绍高压异步电动机的结构,以及其相关结构的材料

  电机结构及材料介绍 2010年6月29日 1 概述 旋转电机的基本作用 电动机的防护等极 2 3 4 5 6 7 电动机的冷却方式 异步电动机 同步电动机 电机常用材料 1.概述 电机(Electrical Machines):以电磁感应为原理 来实现能量转换的电气设备或机电元件。 2.旋转电机的基本作用原理 2.1 旋转电机的基本结构 定子(铁芯、绕组) +转子(铁芯、绕组)+ 气隙 2.2 绕组 根据电枢绕组中的电流,分为交流电机和直流电机,交流电 机根据转速分为同步电机和异步电机。 2.3 同步电机与异步电 机主要结构部件对比 鼠笼式异步电动机转子 同步电机转子 3、电动机防护等级 电机外壳防护等级由”IP“及两个数字组成,第一位数字表示防止固体异物进 入 电机内部的等级,分为0-6共7个等级;第二位数字表示防止液体(水)进入电机 内部的等级,分为0-8共7个等级。见标准GB/T4942.1。 第一位数字表示意义如下: 0—无防护 1—防护大于50MM的固体 2--防护大于12MM的固体 3—防护大于2.5MM的固体 4--防护大于1MM的固体 5--防尘 6—尘密 第二位数字表示意义如下: 0—无防护 1—防滴(垂直的滴水) 2--防与垂直线—防淋水(与垂直线--防海浪或强力喷水 7—防浸水 8—潜水 ? IP23-防护大于12MM的固体和与垂直线MM的固体和防任何方向的溅水 ? IP54-防尘和防溅水 ? IP55-防尘和防喷水 ? IP65-尘密和防淋水 4、电动机冷却方法 电机冷却方法用(IC+数字+字母+数字+字母+数字)组成。见标准GB/T1993 例如:完整标记 IC 8 A 1 W 7简化标记 IC81W 1.前缀IC-国际通用冷却符号;第一个字母—初级冷却介质代号; 第二个字母—次级冷却介质代号 A-空气 H-氢气 W-水 U-油 F-氟利昂 如冷却介质为空气则可省略 2.第一位数字表示冷却介质循环回路的布置方式 “ 0”—自由循环 冷却介质从周围介质自由吸入,再直接返回到周围介质. “1”—进口管或进口通道循环 远方冷却介质通过进口管吸入电机,再返回到 周围介质. “2”—出口管或出口通道循环 冷却介质从周围介质吸入电机,再通过进口管 返回到远方介质. “6”—外装式冷却器(用周围介质)初级冷却介质在闭合回路内循环,并通过 安装在电机上的外装式冷却器把热量传递给最终冷却介质—周围环境介质. “8”--外装式冷却器(用远方介质) 初级冷却介质在闭合回路内循环,并通 过直接安装在电机上的外装式冷却器把热量传递给次级冷却介质—远方介质 ? ? ? ? ? 3.第二位数字表示初级冷却介质运动的推动方法 4.第三位数字表示次级冷却介质运动的推动方法 “0”—自由对流 依靠温度差促使冷却介质运动,转子的风扇作用可忽略不计. “1”—自循环 冷却介质运动与电机转速有关,转子本身作用(如内外隔片)或 安装在转子上的部件(如风扇)使介质运动 “7”—分装式独立部件或冷却介质系统压力 与电机分开安装的电气或机械 部件驱动冷却介质运动.如有压力的给水系统或供气系统. 冷却介质为水且推动方法为7,在简化标记中”7”可省略. 电动机常用冷却方法: IC01-自冷 IC611-IC6A1A1 带空-空冷却器 IC616-IC6A1A6 带强冷却空-空冷却器,即电机不带外扇,冷却器带风机 IC666-IC6A6A6 内风路与外风路均强冷,电机不带内外扇;适用变频电机 IC81W-IC8A1W7 带空-水冷却器,电机不带外扇 5. 异步电动机 异步电机,转子转速n与磁场同步转速n1间存在一定 差异。 优点: 结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠,效 率较高,价格低廉,坚固耐用。 缺点: ①转速不易调节; ②鼠笼式异步电动机的起动性能较差; ③功率因数滞后,激磁电流由电网供给。 5.1鼠笼式异步电动机基本结构 AECT机种外形 5.1.1 定子:由铁芯、绕组和机座组 成 定子铁芯(stator core) 磁路部分,放置定子绕组。 为了嵌放定子绕组,在定子铁心 一般采用导磁性能良好、损 内圆冲出许多形状相同的槽 , 耗小的电工硅钢片叠成。 即定子槽(slot)。 定子铁心 定子线 定子绕组(stator winding) 定子绕组通常应用双层短距绕组,小型电机可应用 单层绕组。 5.1.3 转子:由铁芯、绕组和轴组 成 。 磁路,一般由硅钢片叠成。在转子铁心 上开有槽,以供放置或浇注转子绕组。 5.1.4 转子绕组(rotor winding) 鼠笼式 squirrel-cage rotor 铸铝或焊接 定子及转子装配 转子 定子 铜笼转子铁心 端环 转子冲片及R棒 5.2 绕 线 式 异 步 电 动机 wound rotor ? 铁芯上绕有一对称绕组,和定子绕组有相同的极数,且制成相同的 相数,连接成星形或三角形。 ? 转子的一端装有三个集电环,各与转子绕组的三个起始端相连接。 每个集电环上各有一电刷,通过电刷把转子绕组与外接变阻器相接。 绕线 异步电动机的额定值 ? 额定功率PN,指电动机在额定方式下运行时,转轴上输出的机械 功率(W或kW)。 ? 额定电压UN,指电动机在额定方式运行时定子绕组应加的线电压 (V或kV)。 ? 额定电流IN,指电动机在额定电压和额定功率状态下运行时,流 入定子绕组的额定线电流(A)。 ? 额定频率f,我国工业频率为50HZ。额定转速nN,指在额定状态 下运行时的转子转速(r/min)。 对三相电动机,额定功率: PN ? 3U N I N? N cos ? 5.4 新Y.TECO-Y机种与 RDC机种对照表 绕线式 RDC机种 (TECO) TECO-Y机种 (TECO+GB) 新Y(GB机种) 防护等级 ASCT ASXT YR IP23(ODP) 半密 气冷 IC01 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 4p-12p AECT AEXT YRKK AECU ---YRKS ASCK ASXK Y IP23(ODP) 半密 气冷 IC01 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 2p-12p 鼠笼式 AECK AEXK YKK IP54(TEAAC) 全密 气冷 IC611 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 2p-12p AECW AEXW YKS IP54(TEWAC) 全密 水冷 IC8A1W7 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 2p-12p IP54(TEAAC) IP54(TEWAC) 全密 全密 气冷 IC611 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 4p-12p 水冷 IC8A1W7 高压6/6.6kv 超高压 10/11kv 4p-12p 冷却方式 电压等级 极数 框号 FR#355~1000 TECO-Y-----AEXK TECO-Y-ASHV TECO-Y-AEXT TECO-Y-ASCK TECO-Y-AEVK TECO-AECW 5.5 JTEM-Y系列;YR系列 技术特点: 高效节能、结构紧凑、体积小、可靠性高、使用寿命长。 用于驱动风机、水泵、压缩机、提升机、磨机、轧机等设备。 5.6 JTEM-YKK,YRKK系列 技术特点: 采用箱式机座、端盖滑动轴承结构,鼠笼型转子采用铜排与端环整 体高频感应加热焊接,绕线型转子采用银铜焊接,高效节能、安全可靠。可用 于发电厂、水泥厂、轧钢厂、水厂驱动大型风机、水泵、磨机、轧机、压缩机 等大型设备。 5.7 JTEM-大型强冷YKK,YRKK系列 ? 技术特点: 采用箱式机座、端盖滑动轴承结构,鼠笼型转子采用铜排与端环 整体高频感应加热焊接,绕线型转子采用银铜焊接,高效节能、安全可靠。 可用于发电厂、水泥厂、轧钢厂、水厂驱动大型风机、水泵、磨机、轧机、 压缩机等大型设备。 5.8 JTEM-YKS;YRKS系列 技术特点:与国内同类产品比较,具有体积小(降低1~2机座号)、重量轻、 振动小、噪声低的优点。可用于驱动大型高速风机、大型水泵、大型高速制氧 机等设备。 5.9 大型Y,YR系列(H1180-2150) ? Y,YR系列大型三相异步电动机符合JB2223-77 《大型三相异步电动机技术条件》的要求,包 括定子外径φ1180~φ2150,ag都开的一样怎么杀猪极数6P~16P,输出 功率400kW~2500kW。该系列电动机采用卧式 带底架、座式滑动轴承结构,有开启式自通风 和封闭式管道通风两种,可用于驱动各种磨机、 压缩机、风机、水泵等机械设备。 ? YR还可驱动轧钢机、破碎机、卷扬机、水机 6 同步电机 同步电机主要用作发电机运行,把机械能转 化成电能。向电网发出交流电,是同步电机最主 要的运行方式 同步电动机应用也是很广泛的 , 有用于往复式压 缩机的TK系列电动机,带水泵的立式同步电动机 ,矿 山磨机用大型交流三相同步电动机等等. 6.1 基本类型: 6.1.1、用途:发电机、电动机、调相机(补偿机) 6.1.2、转子结构:凸极式、隐极式 6.1.3、按原动机类型(发电机):汽轮发电机、 水轮发电机 6.2 同步电动机 大功率同步电动机与同容量的异步电动机相比, 同步电动机的功率因数高,在运行时,不仅不使电网 的功率因数降低,而且能够改善电网的功率因数。 同步电动机一般都作成凸极式的,为了能够自起 动,在转子磁极的极靴上装起动绕组。 同步电动机不带机械负载运行时,可以作为同 步补偿机使用,它可以改善电网的功率因数,调整电 网的电压。 6.3 同步电动机分类 6.3.1. TK系列:外壳防护等级IP00.冷却方式IC01,安装 型式有两种IM7311和IM5710. 6.3.1.1 电动机在额定电压下,失步转矩与额定转矩之 比的保证值为1.6. 6.3.1.2 电动机在额定电压下,堵转转矩与额定转矩之 比的保证值为0.6 6.3.1.3 电动机在额定电压下,标称牵入转矩与额定转 矩之比的保证值为0.6 6.3.1.4 电动机在额定电压下,堵转电流与额定电流之 比的保证值为6.5 6.3.1.5 TK同步电动机IM7311结构外形 6.3.1.6 TK同步电动机IM5710结构外形 6.3.2. TL系列立式同步电动机:外壳防护等级IP20、 IP21冷却方式IC01、IC21、IC21W,安装型式IM8421、 IM8425。 6.3.2.1 电动机在额定电压下,失步转矩与额定转矩之 比的保证值为1.5. 6.3.2.2 电动机在额定电压下,堵转转矩与额定转矩之 比的保证值为0.45 6.3.2.3 电动机在额定电压下,标称牵入转矩与额定转 矩之比的保证值为1.0 6.3.2.4 电动机在额定电压下,堵转电流与额定电流之 比的保证值为6.0 6.3.2.5 TL立式同步电动机结构外形 6.3.3. T系列四极同步电动机:外壳防护等级IP44冷却方 式IC37或IC91W,安装型式:IM7311。 6.3.3.1 电动机在额定电压下,失步转矩与额定转矩之 比的保证值为1.7. 6.3.3.2 电动机在额定电压下,堵转转矩与额定转矩之 比的保证值为1.0 6.3.3.3 电动机在额定电压下,标称牵入转矩与额定转 矩之比的保证值为0.7 6.3.3.4 电动机在额定电压下,堵转电流与额定电流之 比的保证值为6.5~8 6.3.3.5 4极T同步电动机结构外形 6.3.3.5 4极同步电动机转子结构 6.3.4. TDMK系列同步电动机:外壳防护等级IP00,冷却 方式IC01,安装型式:IM7311。 6.3.4.1 电动机在额定电压下,失步转矩与额定转矩之 比的保证值为2. 6.3.4.2 电动机在额定电压下,堵转转矩与额定转矩之 比的保证值为1.7 6.3.4.3 电动机在额定电压下,标称牵入转矩与额定转 矩之比的保证值为1.0 6.3.4.4 电动机在额定电压下,堵转电流与额定电流之 比的保证值为7 6.3.4.5 TDMK同步电动机结构外形-1 6.3.4.6 TDMK同步电动机结构外形-2 6.4 同步电动机电机结构 6.5 TDMK同步电动机转子 7.电机常用材料介绍 7.1 材料选择的重要性 很大程度上,电机品质取决于材料品质。正确选择磁性材料、绝 缘材料、结构材料极为重要。最优的材料选择应兼顾“结构强度、绝 缘强度、合理寿命、合理的成本”,在成本合理前提下,即使在非走 出技术条件下运行,电机亦能承受一定冲击而安然无恙,从而赢得口 碑和市场。 7.2 电机常用材料分类 ? 导电类:电磁线、铜(端环,R-bar,TBR,TDR,TMR)、铝、碳(石墨电 刷) ? 导磁性:硅钢片、磁性槽楔 ? 绝缘材料:云母、石棉、玻璃丝、有机树脂、石英、瓷、绝缘漆。 ? 结构类材料:各种钢板、轴类圆(锻)钢、各种牌号圆棒、 ? 防锈防潮面饰类油漆:防霉漆、各种底漆、面漆 7.3 电机常用材料介绍-硅钢片 新旧代号及合格厂商材质代号一览表 舊代 號 S50 S30 S18 S14 S12 新代號 50A1000 50A700 50A470 50A400 50A350 檢核後使用 50H1300,50CS800,50WW800, 50WW1000 50H1300,50CS800,50WW800, 50WW1000 50H470,50CS470,50WW400, 50TW400 50H470,50CS470 50H400,50CS400 7.4 电机常用材料介绍-硅钢片 硅钢片材质使用区分基准 材质 50A1000 舊代 號 S50 铁损(50Hz 1.5T)W/kg coating 2g 6.5以下 50A700 50A470 50A400 50A350 S30 S18 S14 S12 5.79以下 3.49以下 2g 4g 4g 4g 3.02以下 2.96 以下 供应商:一般TECO-Y产品或用户指定,会选用进口硅钢片,供应商为 台湾中钢、新日铁等。GB产品一般客户有特别指定选用武钢产品 (50WWXXX);没有指明,一般选用太钢产品,GB牌号DW470-50. 7.5 电机常用材料介绍—合金铜 7.6 电机常用材料介绍-轴圆棒-圆棒钢(定尺)外包 制程 设计规格称呼 机械强度要求(kg/mm2) σb σs 硬度(HB) 素材 裁切 锻造 — 52 N — 2 S45C FRG 3 4 5 6 7 8 S45C S45C SCM430 SCM440 SCM440 HY80 N FRG+Q&T FRG+Q&T Q&T FRG+Q&T FRG 58 70 85 100 100 35 50 70 85 85 63~74 167~229 201~269 241~302 285~352 285~352 58 35 167~229 钢锭 棒钢 钢锭 钢锭 棒钢 钢锭 — ◎ — — ◎ — ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ( 略) ◎ ◎ ◎ ◎ — ◎ — — ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ ◎ — ◎ 棒钢 ◎ 31 149~207 棒钢 ◎ — — — — — — ◎ — — — — — — — UT — 外包制程(现状) 粗加工 — 正常化 — Q&T — 试验 — 裁切 — 项 材质 追加工程 — 1 S35C 1.各细部制程(热处理)之必要性,由设计负责确认其与机械强度要求之关连性。 2.图面及规格栏须完整纳入,(例):SCM440+FRG+Q&T,即日起遇工号设/规变 3.FRG后之正常化为必要制程,不另特别标注,锻造轴均需借图,依图施工,特殊需求另标示於图面上 谢谢大家!