一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動的制造方法
【專利摘要】一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機，包括定子和轉子，由于將定子和轉子的外徑、內徑、鐵心長度和沖片槽的數(shù)量、槽形和尺寸進行了系統(tǒng)性的優(yōu)化設計，使得定子繞組損耗、轉子繞組損耗和鐵心損耗大大降低，在輸出功率同為550瓦的前提下，本發(fā)明與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，輸入功率從原來的0.766kW降到了0.674kW，能量轉換效率從71.8%提高到了81.6%，提高了9.8%；能源總損耗量從216.3W降到了123.6W，減少了42.9%，與國際電機能效等級標準的最高等級IE3對550瓦2極三相異步電動機的效率標準要求80.7%相比，能量轉換效率提高了0.9%，大大提高了能源轉換效率。
【專利說明】一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動機，特別是一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機。
【背景技術】
[0002]節(jié)能減排在當今世界是一個無法回避的話題，影響著人類的生存環(huán)境和世界經(jīng)濟的發(fā)展。作為節(jié)能減排重點的工業(yè)領域。其中，電機系統(tǒng)節(jié)能潛力巨大，用電量約占全國用電量的60%，引起各方關注。電動機自問世至今已經(jīng)有近二百年歷史，三相異步電動機也有一百多年歷史，目前廣泛地應用于各工、農、林、牧業(yè)等各行各業(yè)，以及生活的各個領域，已成為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的必需設備，但同時也成為了生產(chǎn)和生活中耗能最大的電器設備，于是如何使電動機節(jié)能環(huán)保就成為了人們面前的重要課題。我國是亞洲第一大電力消耗國，也是世界上目前缺電最為嚴重的發(fā)展中國家，從1992年起我國的年發(fā)電量和用電量均居世界第二位，我國的能源短缺大多是因為能源浪費和利用不當所造成，因此，電動機能源效率水平的提高對于我國能源節(jié)約、環(huán)境保護以及促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。
[0003]國家政府提出了到2020年國內生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%的目標。并于2007年7月1日起正式實施《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》(GB 18613-2006)(即IE2高效電機)國家標準的頒布實施，規(guī)定自2011年7月1日起，凡是能效標準達不到國標強制要求的產(chǎn)品將不能繼續(xù)生產(chǎn)、銷售。2012年9月1日又頒布了新標準《GB18613-2012中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》(IE3超高效電機)規(guī)定2016年9月1日起中小型異步電機實施新標國家二級，凡是能效標準達不到國標強制要求的產(chǎn)品將不能繼續(xù)生產(chǎn)、銷售。
[0004]根據(jù)調查，我國IE1等級的電動機使用量仍然占總使用量的85%以上，而IE2以上的高效節(jié)能電動機使用比例只占總使用量的11%，能夠達到IE3等級的超高效節(jié)能電動機的使用更是鳳毛麟角；這種狀況對整個社會資源產(chǎn)生了極大的浪費，是發(fā)展低碳經(jīng)濟的嚴重阻力，所以，研究開發(fā)高效電動機是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國和世界經(jīng)濟發(fā)展的需要。
[0005]目前市場上使用的550瓦2極三相異步電動機絕大部分是IE1等級的，其能量轉換效率為71.3%，也有少量IE2等級的，其能量轉換效率上升到了 75.0%，但是其節(jié)能效果仍然無法滿足當前發(fā)展低碳經(jīng)濟的需要；為此， 申請人:研發(fā)并于去年申請了專利“2012102517920超高效550瓦2極三相異步電動機”，該電動機能效能夠達到81.4%，并已投入生產(chǎn)試驗。

【發(fā)明內容】

[0006]在本公司生產(chǎn)的前述超高效電動機的試用中，我們發(fā)現(xiàn)，初期能夠使電動機能效保持良好的發(fā)揮效果，但連續(xù)使用時間過長后，溫升控制不穩(wěn)定，有時會影響其能效的繼續(xù)發(fā)揮。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有普遍使用的電動機能效較低而新產(chǎn)生的超高效電動機能效發(fā)揮不穩(wěn)定的問題，提供一種對550瓦2極三相異步電動機的定轉子及其鐵心、沖片槽及其尺寸進行優(yōu)化設計的技術方案，通過綜合降低其運行損耗和溫升，來達到在確保輸出功率為550瓦的前提下，更大限度地降低輸入功率且保持穩(wěn)定的發(fā)揮作用。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機，包括定子和轉子，定子包括定子鐵心及定子沖片，轉子包括轉子鐵心及轉子沖片，其特征在于所述定子鐵芯的定子外徑為12.5cm,定子內徑為6.60cm,定子鐵芯長度為6.30cm ;所述定子沖片包括由定子沖片槽、定子沖片散熱槽和定子扣片槽聯(lián)合構成的沖片結構體；所述定子沖片槽的數(shù)量為24個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形為斜肩圓底槽，其中槽口寬度為2.20mm，槽口高度為0.50mm，槽上部深為8.38mm，槽肩寬度為5.359mm，槽肩高度為0.58mm，槽底半徑為3.75mm ;所述定子沖片散熱槽的數(shù)量為24個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為2.5mm的等邊三角形槽，位于定子外徑圓周線與定子沖片槽槽底外切圓周線之間，該三角形的底邊與定子外徑圓周線更接近，也就是該三角形的底邊朝向定子外徑圓周線，三角形的中心線與定子沖片槽兩槽的槽間中心線重合，三角形的重心與定子沖片槽兩槽的槽間中心線被定子外徑圓周線和定子沖片槽槽底外切圓周線所截出的線段的中心點重合；所述定子扣片槽還帶有凹槽，定子扣片槽中心線經(jīng)過凹槽的邊線從定子沖片槽的兩槽中心穿過；所述的轉子鐵芯的轉子外徑為6.56cm，轉子內徑為2.0cm，轉子鐵心長度為6.30cm ;所述的轉子沖片包括由轉子沖片槽和轉子沖片散熱槽聯(lián)合構成的沖片結構體；所述轉子沖片槽的數(shù)量為28個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形為圓閉頂圓底槽，其中槽口寬度為0.00mm,槽口高度為0.80mm,槽上部深為5.00mm,槽頂半徑為1.75mm,槽底半徑為
1.25mm ;所述轉子沖片散熱槽的數(shù)量為28個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為1.2mm的等邊三角形槽，位于轉子沖片槽的兩槽之間，該三角形的底邊與轉子內徑圓周線更接近，也就是該三角形的底邊朝向轉子內徑圓周線，三角形的中心線與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線重合，三角形的頂點與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線和轉子沖片槽槽底外切圓周線的交叉點重合。
[0009]在定子沖片上增設散熱槽，并將散熱槽和沖片槽、扣片槽有機結合，可以使定子鐵芯更好的散熱，還能夠調整磁密，降低溫升，減少能耗和電磁振動；同樣，在轉子沖片上增設散熱槽，并將散熱槽和沖片槽有機結合，可以使轉子鐵芯更好的散熱，也能夠調整磁密，降低溫升，減少能耗和電磁振動；新式定轉子鐵芯及其沖片結構體的配合，可以更好更穩(wěn)定地降低電動機的各種損耗，持續(xù)穩(wěn)定地降低輸入功率。
[0010]一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機，還包括風罩，其特征在于風罩上的通風口是由片狀網(wǎng)柵構成的網(wǎng)架式導流通風口。
[0011]即將現(xiàn)有的風罩上構成通風口的圓條形絲狀網(wǎng)柵，更改為扁條形片狀網(wǎng)柵。因為空氣流通進入電機內部時，不可避免地會有部分氣流撞擊到電機的內部機構，這部分氣流就會回旋，回旋的氣流會撞擊到后續(xù)到來的氣流，形成風阻，會降低散熱效果，現(xiàn)有的絲狀網(wǎng)柵因為是圓條形的，氣流回旋時，不會對其起到導流作用，采用片狀網(wǎng)柵后，因為是扁條形的，氣流回旋時，片狀網(wǎng)柵有一定的阻擋面積，能夠阻止其不以回旋狀的方向繼續(xù)撞擊后續(xù)氣流，對回旋氣流起到引導作用，減少對后續(xù)氣流的阻擊面，從而使氣流更加暢通，提高散熱效果。
[0012]本發(fā)明的有益效果是由于將定轉子鐵芯的尺寸、定轉子沖片的結構及其尺寸進行了系統(tǒng)性的優(yōu)化合理設計，使得定子繞組損耗只有43.7W，轉子繞組損耗只有37.3W，鐵心損耗只有5.7W，包括雜散損耗13.8W，機械損耗23.6W，其能源總損耗量僅有123.6W，而現(xiàn)有的550瓦2極三相異步電動機定子繞組損耗有102.4W，轉子繞組損耗有57.1ff,鐵心損耗有27.9W，包括雜散損耗13.8W，機械損耗15.2W，其能源總損耗量有216.3W，本發(fā)明所需要的能源損耗量減少了 42.9%，大大節(jié)約了能源；在輸出功率同為550瓦的前提下，現(xiàn)有同類產(chǎn)品需要的輸入功率為0.766kff,能源轉換效率為71.8%，而本發(fā)明所需的輸入功率僅為
0.674kff,能源轉換效率達81.6%，提高了 9.8%，與國際電機能效等級標準的最高等級IE3對550瓦2極三相異步電動機的效率標準要求80.7%相比，能量轉換效率提高了 0.9%。大大提高的電能轉換效率；并可在較低輸入功率的狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定的工作，本發(fā)明的應用和推廣，將使我國節(jié)能減排的目標提前實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中定轉子結構示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明中定子沖片槽結構示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明中定子沖片散熱槽結構示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明中轉子沖片槽結構示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明中轉子沖片散熱槽結構示意圖。
[0018]圖6為本發(fā)明中風罩及其通風口的結構示意圖。
[0019]圖7為本發(fā)明中構成通風口的片狀網(wǎng)柵的立體結構示意圖。
[0020]圖中:1.定子沖片，2.轉子沖片，3.定子鐵心，4.定子扣片槽，5.定子沖片散熱槽，6.定子沖片槽，7.轉子沖片槽，8.轉子沖片散熱槽，9.轉子鐵心，10.風罩，11.定子外徑，12.定子內徑，41.凹槽，42.定子扣片槽中心線，51.三角形的中心線或定子沖片槽兩槽的槽間中心線，52.定子外徑周線，53.定子沖片槽槽底外切圓周線，61.槽口寬度，62.槽口高度，63.槽上部深，64.槽肩寬度，65.槽肩高度，66.槽底半徑，21.轉子外徑，22.轉子內徑，71.槽口寬度，72.槽口高度，73.槽上部深，74.槽頂半徑，75.槽底半徑，81.轉子內徑圓周線，82.三角形的中心線或轉子沖片槽兩槽的槽間中心線，83.轉子沖片槽槽底外切圓周線，101.通風口，102片狀網(wǎng)柵。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]如圖所示，本發(fā)明包括定子和轉子兩個核心部分，基本材料、結構和制作方法與普通550瓦2極三相異步電動機相同，不同的地方是將定子鐵芯3的定子外徑11做成12.50cm,定子內徑12做成6.6cm,定子鐵芯3的長度做成6.30cm ;在定子沖片1上增設定子沖片散熱槽5，與定子沖片槽6和定子扣片槽4聯(lián)合構成沖片結構體；將其中的定子沖片槽6的數(shù)量做成24個且呈環(huán)狀均勻分布，將其槽形做成斜肩圓底槽，其中槽口寬度61做成
2.20mm,槽口高度62做成0.50mm,槽上部深63做成8.38mm,槽肩寬度64做成5.359mm,槽肩高度65做成0.58mm,槽底半徑66做成3.75mm ;將其中的定子沖片散熱槽5的數(shù)量做成24個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為2.5mm的等邊三角形槽，位于定子外徑圓周線52與定子沖片槽槽底外切圓周線53之間，該三角形的底邊與定子外徑圓周線52更接近，也就是該三角形的底邊朝向定子外徑圓周線52，三角形的中心線51與定子沖片槽兩槽的槽間中心線51重合，三角形的重心與定子沖片槽兩槽的槽間中心線51被定子外徑圓周線52和定子沖片槽槽底外切圓周線53所截出的線段的中心點重合；將其中定子扣片槽4內再設一個凹槽41，使定子扣片槽中心線42經(jīng)過凹槽41的邊線從定子沖片槽6的兩槽中心穿過；將轉子鐵芯9的轉子外徑21做成6.56cm，轉子內徑22做成2.00cm，轉子鐵心9的長度做成6.30cm,在轉子沖片2上增設轉子沖片散熱槽8，與轉子沖片槽7聯(lián)合構成的沖片結構體；將其中的轉子沖片槽7的數(shù)量做成28個且呈環(huán)狀均勻分布，將其槽形做成圓閉頂圓底槽，其中槽口寬度71做成0.00mm,槽口高度72做成0.80mm,槽上部深73做成5.00mm,槽頂半徑74做成1.75mm，槽底半徑75做成1.25mm ;將其中的轉子沖片散熱槽8的數(shù)量做成28個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為1.2mm的等邊三角形槽，位于轉子沖片槽7的兩槽之間，該三角形的底邊與轉子內徑圓周線81更接近，也就是該三角形的底邊朝向轉子內徑圓周線81，三角形的中心線82與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線82重合，三角形的頂點與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線82和轉子沖片槽槽底外切圓周線83的交叉點重合；其它方面采用鑄鋁轉子及50W470沖片材料按照普通方法做成550瓦2極三相異步電動機，即完成本發(fā)明超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機的制作。
[0023]另外，還可將上述做成的超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機的風罩做成通風口是由片狀網(wǎng)柵構成的網(wǎng)架式導流通風口，即將現(xiàn)有的通風口上的圓絲條狀網(wǎng)柵做成扁片條狀網(wǎng)柵。
[0024]將本發(fā)明與傳統(tǒng)的550瓦2極三相異步電動機即現(xiàn)有通用的Y2-712型550瓦2極三相異步電動機相比較，按照GB/T1032中的B法-測量輸入-輸出功率的損耗分析法測量，得出對比差異如下。
[0025]現(xiàn)有的Y2-712型550瓦2極三相異步電動機的定子外徑為11.00cm，定子內徑為5.8cm,定子鐵心長度為5.8cm,定子沖片槽的槽形為斜肩圓底槽，槽數(shù)為18個，槽口寬度為
2.20mm,槽口高度為0.50mm,槽上部深為5.31mm,槽肩寬度為5.30mm,槽肩高度為0.89mm,槽底半徑為3.60mm,定子沖片上沒有散熱槽，定子扣片槽中心線經(jīng)過槽口中間；其轉子外徑為5.75cm,轉子內徑為1.70cm,轉子鐵心長度為5.80cm,轉子沖片槽的槽形為斜肩圓底槽，其槽數(shù)為16槽，其槽口寬度為0.80mm,槽口高度為2.85mm,槽上部深為6.20mm,槽肩寬度為3.00mm，槽肩高度為2.00mm，槽底半徑為1.00mm。
[0026]經(jīng)測量，該電動機的定子繞組損耗有102.4W，轉子繞組損耗有57.1W，鐵心損耗有27.9W，雜散損耗有13.8W，機械損耗為15.2W，能源總損耗量有216.3W，輸入功率需要0.766kff,能效只有 71.8%。
[0027]而本發(fā)明的電動機的定子繞組損耗僅有43.7W，轉子繞組損耗僅有37.3W，鐵心損耗僅有5.7W，雜散損耗僅有13.3W，機械損耗僅23.6W，能源總損耗量僅有123.6W，輸入功率僅需要0.674kff,能效達到了 81.6%。
[0028]從測量結果可以看出，本發(fā)明與現(xiàn)有通用的Y2-712型550瓦2極三相異步電動機相比，能源總損耗量從216.3W降到了 123.6W，減少了 42.9%，所需要的輸入功率從原來的
0.766kff降到了 0.674kff,能量轉換效率從71.8%提高到了 81.6%，與國際電機能效等級標準的最高等級IE3對550瓦2極三相異步電動機的效率標準要求80.7%相比，能量轉換效率提高了 0.9%。大大提高的電能轉換效率；并可在較低輸入功率的狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定的工作，本發(fā)明的應用和推廣，將使我國節(jié)能減排的目標提前實現(xiàn)。
[0029]本發(fā)明所需要的輸入功率從原來的0.766kff降到了 0.674kff,能量轉換效率從71.8%提高到了 81.6%，提高了 9.8% ;能源總損耗量從216.3W降到了 123.6W，減少了 42.9%，大大節(jié)約了能源。
【權利要求】
1.一種超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機，包括定子和轉子，定子包括定子鐵心(3)及定子沖片(1)，轉子包括轉子鐵心(9)及轉子沖片(2)，其特征在于:所述定子鐵芯(3)的定子外徑(11)為12.50cm,定子內徑(12)為6.60cm,定子鐵芯(3)的長度為6.30cm ；所述定子沖片(1)包括由定子沖片槽(6)、定子沖片散熱槽(5)和定子扣片槽(4)聯(lián)合構成的沖片結構體；所述定子沖片槽(6)的數(shù)量為24個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形為斜肩圓底槽，其中槽口寬度(61)為2.20mm，槽口高度(62)為0.50mm，槽上部深(63)為8.38mm，槽肩寬度(64)為5.359mm,槽肩高度(65)為0.58mm,槽底半徑(66)為3.75mm ；所述定子沖片散熱槽(5)的數(shù)量為24個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為2.5mm的等邊三角形槽，位于定子外徑圓周線(52)與定子沖片槽槽底外切圓周線(53)之間，該三角形的底邊朝向定子外徑圓周線(52)，三角形的中心線(51)與定子沖片槽兩槽的槽間中心線(51)重合，三角形的重心與定子沖片槽兩槽的槽間中心線(51)被定子外徑圓周線(52)和定子沖片槽槽底外切圓周線(53)所截出的線段的中心點重合；所述定子扣片槽(4)還帶有凹槽(41)，定子扣片槽中心線(42)經(jīng)過凹槽(41)的邊線從定子沖片槽(6)的兩槽中心穿過；所述的轉子鐵芯(9 )的轉子外徑(21)為6.56cm,轉子內徑(22 )為2.0cm,轉子鐵心(9 )的長度為6.30cm ；所述的轉子沖片(2)包括由轉子沖片槽(7)和轉子沖片散熱槽(8)聯(lián)合構成的沖片結構體；所述轉子沖片槽(7)的數(shù)量為28個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形為圓閉頂圓底槽，其中槽口寬度(71)為0.00mm，槽口高度(72)為0.80mm，槽上部深(73)為5.00mm，槽頂半徑(74)為1.75mm，槽底半徑(75)為1.25mm ；所述轉子沖片散熱槽(8)的數(shù)量為28個且呈環(huán)狀均勻分布，其槽形是邊長為1.2mm的等邊三角形槽，位于轉子沖片槽(7)的兩槽之間，該三角形的底邊朝向轉子內徑圓周線(81)，三角形的中心線(82)與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線(82)重合，三角形的頂點與轉子沖片槽兩槽的槽間中心線(82)和轉子沖片槽槽底外切圓周線(83)的交叉點重合。
2.根據(jù)權利要求1所述的超高效節(jié)能550瓦2極三相異步電動機，還包括風罩(10)，其特征在于風罩(10)上的通風口(101)是由片狀網(wǎng)柵(102)構成的網(wǎng)架式導流通風口。
【文檔編號】H02K17/12GK103647394SQ201310621591
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權日:2013年11月30日
【發(fā)明者】呂三元 申請人:重慶市樂爾佳機械有限公司