CN109474150A - 一种三相异步电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了三相异步电动机，通过对定子、转子以及滑环支架的具体结构设计以及三者之间的配合，可在400r/min的转速下提供8000KW以上的机械动力，最大转矩倍数为3.0倍，拥有极强的过载能力，整体可以承受8吨左右的轴向推力，而且滑环置于电机端盖上，整体结构美观，便于维修保养。

Description

一种三相异步电动机
技术领域
本发明公开涉及电动机的技术领域，尤其涉及一种三相异步电动机。
背景技术
三相异步电动机，是感应电动机的一种，是靠同时接入10kV三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。
三相异步电机在体积不变的情况下，转速越低，相对的输出功率就越小，受制于电机整体强度要求以及轴伸端承受双向推力的限制，无法完成大功率的输出，导致很难满足钢铁破碎线中对于电机的要求。
因此，如何对现有的三相异步电机进行结构改进，以实现其大功率输出，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，发明提供了一种三相异步电动机，以至少解决现有三相异步电机，受制于电机整体强度要求以及轴伸端承受双向推力的限制，无法完成大功率的输出的问题。
本发明提供的技术方案，具体分为，一种三相异步电动机，该电动机包括定子1、端盖3、转子2、滑环装配4以及冷却器5；
所述定子1包括：机座11、定子铁芯12、定子线圈13以及挡风板14；
所述定子铁芯12由多个定子冲片累加而成，多个所述定子冲片依次码在所述机座11内，通过拉紧螺杆和一侧的压圈固定安装，在所述定子铁芯12的内侧设置有槽口；
所述定子线圈13穿入所述定子铁芯12的槽口中，端部通过线圈支架进行固定；
所述挡风板14沿周向间隔设置有通孔，所述挡风板14通过所述通孔套装于所述线圈支架的外部，嵌于由所述定子线圈13端部构成的圆环内；
所述端盖3封堵安装于所述机座11的两端，且在所述端盖3中设置有轴承；
所述转子2安装于所述定子1内，且二者之间留有气隙，所述转子2包括：转轴21、转子支架22、转子铁芯23、鸽尾筋以及转子线圈25；
所述转轴21两端分别安装于所述端盖3的轴承内；
所述转子支架22固定套装于所述转轴21的外部；
所述转子铁芯23固定套装于所述转子支架22的外部，所述转子铁芯23由多个转子冲片累加而成，且两侧由转子压圈231和螺杆固定，在所述转子铁芯23的外侧设置有槽口，在所述转子铁芯23的内侧设置有燕尾槽，所述转子压圈231外侧设置有沿轴向向外延伸的支架；
所述鸽尾筋位于所述支架22与所述转子铁芯23之间，所述鸽尾筋一端与所述支架22固定连接，另一端配合嵌设于所述转子铁芯23的燕尾槽内且通过斜键固定；
所述转子线圈25穿入所述转子铁芯23的槽口，且所述转子线圈25的端部位于所述转子压圈231的支架上，与所述支架固定连接；
所述滑环装配4通过滑环支41安装于所述端盖3的外表面，且所述滑环支架41为“爪”式结构；
所述冷却器5安装于所述定子1的上方，所述冷却器的出气口与所述定子1中机座11的进气口连通。
优选，所述转子2中的转轴21由42CrMo锻钢制成。
进一步优选，所述转子2中的转子支架22整体呈圆柱形，其内部设置有贯通两端的通孔221，在所述转子支架22的外侧面，沿所述转子支架22的周向间隔设置有横向筋222，沿所述转子支架22轴向间隔设置有轮辐223，且每个所述横向筋222上均开设有径向圆孔2221，每个所述轮辐223上均开设有轴向腰型孔2231。
进一步优选，所述转子支架22上还设置有多个连接块224，所述连接块224与所述横向筋222一一对应，每个所述连接块224均沿着对应的横向筋222设置，且与对应的横向筋222以及相邻的轮辐223固定焊接。
进一步优选，所述转子压圈231的外缘沿周向间隔设置有齿形凹槽2311。
本发明提供的三相异步电动机，通过对定子、转子以及滑环支架的具体结构设计以及三者之间的配合，可在400r/min的转速下提供8000KW以上的机械动力，最大转矩倍数为3.0倍，拥有极强的过载能力，整体可以承受8吨左右的轴向推力，而且滑环置于电机端盖上，整体结构美观，便于维修保养。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机的结构示意图；
图2为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机中定子的结构示意图；
图3为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机中转子的结构示意图；
图4、图5为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机中转子支架的结构示意图；
图6为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机中转子压圈的结构示意图；
图7、图8为本发明公开实施例提供的一种三相异步电动机中滑环支架的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
鉴于现有三相异步电机，受制于电机整体强度要求以及轴伸端承受双向推力的限制，无法完成大功率的输出的问题，本实施方案提供了一种新型的三相异步电机结构，具体如下：参见图1，该电动机主要由定子1、端盖3、转子2、滑环装配4以及冷却器5构成。参见图2，定子1主要由机座11、定子铁芯12、定子线圈13以及挡风板14构成，其中，机座11用于保证电机机械强度，定子铁芯12采用内压装结构，定子线圈端部用间隔垫片绑绳扎紧，端部用包以绝缘的端箍加固，具体而言，机座11起到支撑定子和转子，隔绝电机内部噪声，建立风路的作用，设计时，对各筋板进行加强处理，中壁板设置两道，加强机座整体强度，同时阻挡由于电机在运转中受电磁作用、机械摩擦振动、气流运动，形成冲击、振动力波而产生的噪声向外传播的途径。定子铁芯12由多个定子冲片累加而成，多个定子冲片依次码在机座11内，通过拉紧螺杆和一侧的压圈固定安装，在定子铁芯12的内侧设置有槽口，定子线圈13穿入定子铁芯12的槽口中，端部通过线圈支架进行固定，挡风板14沿周向间隔设置有通孔，挡风板14通过通孔套装于线圈支架的外部，嵌于由定子线圈13端部构成的圆环内；其中，挡风板14由2个部分拼接而成，表面通孔便于定子线圈支架的引出，定子线圈接线可以安置在支架上端挡风圈外侧，这种结构有效的缩小了机座体积，同时便于冷却器外带风机构建内部风路，这样设计可以最大程度的增强机座强度，满足轴向的推力要求。
参见图1，端盖3封堵安装于机座11的两端，且在端盖3中设置有轴承，该轴承采用带有A型止推面(即具有弹簧支撑的推力瓦)的端盖式滑动轴承，在轴伸端的轴承两个方向均有设置，采用24个独立圆柱形合金推力瓦组成，可以承受来自负载轴向8吨的推力，同时能够承受转子向下的重力作用。
参见图1，转子2安装于定子1内，且二者之间留有气隙，参见图3转子2主要由转轴21、转子支架22、转子铁芯23、鸽尾筋以及转子线圈25构成，转轴21两端分别安装于端盖3的轴承内，转子支架22固定套装于转轴21的外部，转子铁芯23固定套装于转子支架22的外部，转子铁芯23由多个转子冲片累加而成，且两侧由转子压圈231和螺杆固定，在转子铁芯23的外侧设置有槽口，在转子铁芯23的内侧设置有燕尾槽，转子压圈231外侧设置有沿轴向向外延伸的支架，鸽尾筋位于支架22与转子铁芯23之间，鸽尾筋一端与支架22固定连接，另一端配合嵌设于转子铁芯23的燕尾槽内且通过斜键固定，转子线圈25穿入转子铁芯23的槽口，且转子线圈25的端部位于转子压圈231的支架上，与支架固定连接。
其中，转轴21材料为42CrMo锻钢，保证了转子基本的支撑强度，将临界转速与挠度设计在安全标准范围内，避免转轴出现弯曲、变形等不良情况，可以满足电机因容量大而产生的巨大体积。
参见图6，转子压圈231采用指压式结构，168槽紧密和铁芯表面结合，避免转子铁芯的齿部弹开，对于提升电机整体强度和承受推力有很大帮助，而且转子压圈231外缘沿周向采用特殊工艺间隔加工出齿形凹槽2311，保证转子冲片叠加以后的压合强度，特殊的在转子压圈上设置支架，转子线圈端部放置在其上，便于支撑转子线圈从铁芯引出以后的端部和接线部分，保证旋转时的支撑强度。
参见图4、图5，转子2中的转子支架22整体呈圆柱形，其内部设置有贯通两端的通孔221，在转子支架22的外侧面，沿转子支架22的周向间隔设置有横向筋222，沿转子支架22轴向间隔设置有轮辐223，且每个横向筋222上均开设有径向圆孔2221，每个轮辐223上均开设有轴向腰型孔2231，通过径向圆孔和轴向腰型孔的设置，一方面便于电机内部通风冷却，另一方面可以保障整体强度。
为了便于与鸽尾筋进行固定，参见图4、图5，在转子支架22上还设置有多个连接块224，连接块224与横向筋222一一对应，每个连接块224均沿着对应的横向筋222设置，且与对应的横向筋222以及相邻的轮辐223固定焊接，鸽尾筋通过与该连接块连接实现与转子支架的固定。
参见图1，为便于安装及维修保养，滑环装配4置于机座的端盖3上，设计时既需要保证滑环装配的重量，同时也需要承受推力，而且座式端盖滑动轴承油路复杂，引出管路较多，同时端盖为分体结构，切断滑环整体连接路径，参见图6、图7，滑环支架41通过建模分析确定采用9根斜拉竖筋411沿圆心分布，一端与环形基板412固定连接，另一端与对应间隔设置的弧形连接板413固定连接，呈“爪”式结构，间断式弧形连接板躲避和端盖的干涉部分，保证承受推力和滑环重力，满足强度、连接要求，造型美观参见图1，冷却器5安装于定子1的上方，冷却器的出气口与所述定子1中机座11的进气口连通，构建内外风路。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种三相异步电动机，其特征在于，包括定子(1)、端盖(3)、转子(2)、滑环装配(4)以及冷却器(5)；
所述定子(1)包括：机座(11)、定子铁芯(12)、定子线圈(13)以及挡风板(14)；
所述定子铁芯(12)由多个定子冲片累加而成，多个所述定子冲片依次码在所述机座(11)内，通过拉紧螺杆和一侧的压圈固定安装，在所述定子铁芯(12)的内侧设置有槽口；
所述定子线圈(13)穿入所述定子铁芯(12)的槽口中，端部通过线圈支架进行固定；
所述挡风板(14)沿周向间隔设置有通孔，所述挡风板(14)通过所述通孔套装于所述线圈支架的外部，嵌于由所述定子线圈(13)端部构成的圆环内；
所述端盖(3)封堵安装于所述机座(11)的两端，且在所述端盖(3)中设置有轴承；
所述转子(2)安装于所述定子(1)内，且二者之间留有气隙，所述转子(2)包括：转轴(21)、转子支架(22)、转子铁芯(23)、鸽尾筋以及转子线圈(25)；
所述转轴(21)两端分别安装于所述端盖(3)的轴承内；
所述转子支架(22)固定套装于所述转轴(21)的外部；
所述转子铁芯(23)固定套装于所述转子支架(22)的外部，所述转子铁芯(23)由多个转子冲片累加而成，且两侧由转子压圈(231)和螺杆固定，在所述转子铁芯(23)的外侧设置有槽口，在所述转子铁芯(23)的内侧设置有燕尾槽，所述转子压圈(231)外侧设置有沿轴向向外延伸的支架；
所述鸽尾筋位于所述支架(22)与所述转子铁芯(23)之间，所述鸽尾筋一端与所述支架(22)固定连接，另一端配合嵌设于所述转子铁芯(23)的燕尾槽内且通过斜键固定；
所述转子线圈(25)穿入所述转子铁芯(23)的槽口，且所述转子线圈(25)的端部位于所述转子压圈(231)的支架上，与所述支架固定连接；
所述滑环装配(4)通过滑环支架(41)安装于所述端盖(3)的外表面，且所述滑环支架(41)为“爪”式结构；
所述冷却器(5)安装于所述定子(1)的上方，所述冷却器的出气口与所述定子(1)中机座(11)的进气口连通。
2.根据权利要求1所述三相异步电动机，其特征在于，所述转子(2)中的转轴(21)由42CrMo锻钢制成。
3.根据权利要求1所述三相异步电动机，其特征在于，所述转子(2)中的转子支架(22)整体呈圆柱形，其内部设置有贯通两端的通孔(221)，在所述转子支架(22)的外侧面，沿所述转子支架(22)的周向间隔设置有横向筋(222)，沿所述转子支架(22)轴向间隔设置有轮辐(223)，且每个所述横向筋(222)上均开设有径向圆孔(2221)，每个所述轮辐(223)上均开设有轴向腰型孔(2231)。
4.根据权利要求3所述三相异步电动机，其特征在于，所述转子支架(22)上还设置有多个连接块(224)，所述连接块(224)与所述横向筋(222)一一对应，每个所述连接块(224)均沿着对应的横向筋(222)设置，且与对应的横向筋(222)以及相邻的轮辐(223)固定焊接。
5.根据权利要求1所述三相异步电动机，其特征在于，所述转子压圈(231)的外缘沿周向间隔设置有齿形凹槽(2311)。
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