專利名稱：低速大直徑高轉矩異步電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動機，具體為一種低速大直徑高轉矩異步電動機。
背景技術：
在一些特定的應用領域，如電驅動鉆機、交流變頻絞車等，負載需要低速高轉矩驅動?，F(xiàn)有技術采用電機通過齒輪減速器(箱)減速后再驅動負載。但齒輪減速器需占據(jù)一定空間，不利于相關設備的總體布置，同時，齒輪減速器的機械傳動效率也較低。采用低速大直徑高轉矩異步電動機對相應負載進行直接電驅動是技術發(fā)展的必然選擇。目前涉及直接驅動的低速大直徑高轉矩異步電動機結構方面的文獻報道幾乎沒有。而普通異步電動機或現(xiàn)有所謂的低速異步電動機的結構又存在諸多缺陷，無法滿足在低速、大直徑、高轉矩狀態(tài)下直接驅動的異步電動機的技術要求。
低速大直徑高轉矩異步電動機承受的負載大，需要大型鼠籠式異步電機轉子。鼠籠式轉子繞組通常分鑄鋁和銅條兩種結構。目前較大型的異步電動機通常使用鑄鋁鼠籠式轉子，鑄鋁轉子繞組易出現(xiàn)鑄造缺陷，影響轉子成品率和電機轉差率、效率等性能參數(shù)，使用故障率高。目前未見在大型異步電動機上使用銅導條鼠籠式轉子繞組的報道。同時，轉子沖片采用整圓沖制，浪費大，成本較高。目前未見到大型異步電動機的轉子使用扇形沖片的報道。較大型的異步電動機定子鐵心大多采用扇形沖片，每張沖片外側上開有兩個固定螺桿孔，沖片疊在拉螺桿上，由壓圈壓緊，然后由螺母把緊焊牢。但是在運行過程中，由于磁通的影響拉螺桿會發(fā)熱，同時加上沖片本身的重量以及振動的影響，定子鐵心易發(fā)生凸片，也就是個別扇形沖片突出于鐵心，嚴重時劃破定子繞組絕緣，造成電機接地或匝短故障。或者由于磁通、沖片本身的重量以及振動的影響，拉螺桿會有撓度，造成鐵心的變形，一般在拉螺桿中部焊接或安裝固定板，來解決變形問題，但是工藝復雜，可靠性要求高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對特定負載需低速、大轉矩異步電動機直接驅動的發(fā)展趨勢，通過對局部結構的合理設計，提供一種低速大直徑高轉矩異步電動機。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的低速大直徑高轉矩異步電動機，包括含有機座、定子鐵心、定子繞組的定子裝配和含有轉軸、轉子鐵心、轉子繞組的轉子裝配，轉軸上固定有轉子支架，轉子鐵心采用扇形沖片，整圓拼固在轉子支架上，轉子繞組由銅導條、銅導條兩端與銅導條釬焊連接的銅端環(huán)構成。低速高轉矩異步電動機的定子極數(shù)較多，因此定子直徑較大，相應地轉子直徑也較大；通過設置轉子支架，在節(jié)省轉子沖片材料的同時可滿足轉子大直徑的需要；轉子鐵心采用扇形沖片進一步節(jié)省了材料、降低了成本；銅導條鼠籠式轉子克服了鑄鋁鼠籠轉子的缺陷。
為進一步提高性能，增加運行可靠性，定子鐵心采用扇形沖片，每張扇形沖片外側上開有兩個固定螺桿孔；扇型沖片的一側開有凹槽，另一側設有凸齒；扇形沖片疊在拉螺桿和機座的擋板上，同時排圓時扇形片拼接側凸齒和凹槽互相扣合。采用互相扣合(或稱耦合)扇形沖片定子鐵心結構，通過扇形沖片彼此之間耦合(或扣合)，形成一個整體，防止了定子鐵心凸片以及變形現(xiàn)象的發(fā)生。同時拉螺桿上的應力也小于原結構，變形的影響被控制在一定的范圍內，保證了電機安全、可靠運行。
本發(fā)明所述的低速大直徑高轉矩異步電動機結構設計合理，效率高，溫升低，故障率低，使用安全可靠。可用于電驅動鉆機、絞車等領域，結束了我國電驅動鉆機沒有直接驅動鉆機的歷史。該低速大直徑高轉矩異步電動機也可用于其它運行條件類似的工況中。


圖1為本發(fā)明所述低速大直徑高轉矩異步電動機的結構示意圖；圖2為定子鐵心的扇形沖片的結構及排圓示意圖；圖3為圖1的A向局部視圖；圖中1-轉軸；2-后外封環(huán)；3-后外軸承蓋；4-主軸承；5-后內封環(huán)；6-后內軸承蓋；7-轉子支架；8-后端蓋；9-緊定螺栓；10-轉子鐵心；11-機座；12-定子鐵心；13-銅導條；14-定子繞組；15-銅端環(huán)；16-固定拉板；17-前端蓋；18-軸刷握；19-前內軸承蓋；20-輔助軸承；21-前外軸承蓋；22-前內封環(huán)；23-編碼器；24-防護罩；25-風機；26-接線盒；27-出風罩；28-固定螺桿孔；29-凹槽；30-凸齒；31-擋環(huán)；32-環(huán)鍵。
具體實施例方式
低速大直徑高轉矩異步電動機，包括含有機座11、定子鐵心12、定子繞組14的定子裝配和含有轉軸1、轉子鐵心10、轉子繞組的轉子裝配，轉軸1上固定有轉子支架7，轉子鐵心10采用扇形沖片(如9個扇形沖片為一個整圓)，整圓拼固在轉子支架7上，轉子繞組由銅導條13、銅導條兩端與銅導條釬焊連接的銅端環(huán)15構成。轉子扇形沖片內側開有燕尾，燕尾插入固定拉板16，固定拉板16通過緊固螺栓9徑向固定在轉子支架7上，以此實現(xiàn)轉子鐵心在轉子支架上的拼固。銅端環(huán)15為鋸齒形結構，銅導條13插入鋸齒槽內釬焊。具體實施時，轉子鐵心10以9個扇形沖片為一個整圓，整圓拼在轉子支架上。每個扇形沖片開有6個通風孔，整圓共54個通風孔。鐵心壓緊后，從通風孔中均勻間隔穿入18根轉子拉桿，兩端用螺母把緊焊牢。轉軸1上套有擋環(huán)31和環(huán)鍵32，用于轉子支架在轉軸上的定位。定子鐵心12采用扇形沖片，每張扇形沖片外側上開有兩個固定螺桿孔28；扇型沖片的一側開有凹槽29，另一側設有凸齒30；扇形沖片疊在拉螺桿31和機座的擋板上，同時排圓時扇形沖片拼接側凸齒30和凹槽29互相扣合。再由壓圈壓緊，然后兩端由螺母把緊焊牢。在轉軸1的傳動端(轉軸伸出端)設有主軸承4(采用NU2244滾柱軸承)，在轉軸1的另一端設有輔助軸承20(采用6236滾珠軸承)。該輔助軸承用以承受電動機運行工況下的轉子軸向力。為了保護軸承，防止軸電流對軸承的損壞，在轉軸1的一端(非傳動端)設有軸刷握18；電機的前內軸承蓋19上開有螺孔，固定聯(lián)接板，聯(lián)接板上開有齒槽固定軸刷握18，軸刷握18上設有電刷。機座11采用焊接，為內筋結構，幅板開有48個φ50的通風孔。外部表面光滑，結構可靠。定子繞組14使用成型繞組(即繞組導體截面為單一導體)。選擇成型繞組，故障率低，使用可靠性高。在機座11的頂部安裝有離心式風機25，由風機吸入的風通過機座的通風孔、轉子沖片的通風孔以及轉子支架7的通風孔，然后由后端蓋8下部的出風口以及出風罩27吹出。出風罩上設有防護網(wǎng)，防止異物進入。
該低速大直徑高轉矩異步電動機已首次應用于交流直驅鉆機中，電機主要技術參數(shù)如下類型鼠籠式異步電動機額定功率375kW額定電壓600V額定電流527A額定頻率24Hz同步轉速120r/min額定轉速101r/min額定功率因數(shù)≥0.775額定效率≥88.3％
恒功最高轉速217r/min最高轉速390r/min額定轉矩35224N.m最大轉矩52836N.m絕緣等級200級通風方式強迫通風(自帶風機，風機功率11kW)防護等級IP54轉子槽數(shù)126轉子鐵心長500mm轉子鐵心外徑1267mm轉子鐵心內徑1070mm極數(shù)24定子槽數(shù)144定子鐵心長500mm定子鐵心外徑1450mm定子鐵心內徑1270mm。
權利要求
1.一種低速大直徑高轉矩異步電動機，包括含有機座(11)、定子鐵心(12)、定子繞組(14)的定子裝配和含有轉軸(1)、轉子鐵心(10)、轉子繞組的轉子裝配，其特征為轉軸(1)上固定有轉子支架(7)，轉子鐵心(10)采用扇形沖片，整圓拼固在轉子支架(7)上，轉子繞組由銅導條(13)、銅導條兩端與銅導條釬焊連接的銅端環(huán)(15)構成。
2.如權利要求1所述的低速大直徑高轉矩異步電動機，其特征為轉子扇形沖片內側開有燕尾，燕尾插入固定拉板(16)，固定拉板(16)通過緊固螺栓(9)徑向固定在轉子支架(7)上。
3.如權利要求1或2所述的低速大直徑高轉矩異步電動機，其特征為銅端環(huán)(15)為鋸齒形結構，銅導條(13)插入鋸齒槽內釬焊。
4.如權利要求1或2所述的低速大直徑高轉矩異步電動機，其特征為定子鐵心(12)采用扇形沖片，每張扇形沖片外側上開有兩個固定螺桿孔(28)；扇型沖片的一側開有凹槽(29)，另一側設有凸齒(30)；扇形沖片疊在拉螺桿(31)和機座的擋板上，同時排圓時扇形沖片拼接側凸齒(30)和凹槽(29)互相扣合。
5.如權利要求3所述的低速大直徑高轉矩異步電動機，其特征為定子鐵心(12)采用扇形沖片，每張扇形沖片外側上開有兩個固定螺桿孔(28)；扇型沖片的一側開有凹槽(29)，另一側設有凸齒(30)；扇形沖片疊在拉螺桿(31)和機座的擋板上，同時排圓時扇形沖片拼接側凸齒(30)和凹槽(29)互相扣合。
6.如權利要求1或2或5所述的低速大直徑高轉矩異步電動機，其特征為在轉軸(1)的一端設有軸刷握(18)；電機的前內軸承蓋(19)上開有螺孔，固定聯(lián)接板，聯(lián)接板上開有齒槽固定軸刷握(18)，軸刷握(18)上設有電刷。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動機，具體為一種低速大直徑高轉矩異步電動機。本發(fā)明主要是對低速大直徑高轉矩異步電動機的局部結構進行合理設計。該低速大直徑高轉矩異步電動機包括含有機座、定子鐵心、定子繞組的定子裝配和含有轉軸、轉子鐵心、轉子繞組的轉子裝配，轉軸上固定有轉子支架，轉子鐵心采用扇形沖片，整圓拼固在轉子支架上，轉子繞組由銅導條、銅導條兩端與銅導條釬焊連接的銅端環(huán)構成。定子鐵心采用扇形沖片，扇型沖片的一側開有凹槽，另一側設有凸齒；排圓時扇形片拼接側凸齒和凹槽互相扣合。本發(fā)明結構設計合理，效率高，溫升低，故障率低，使用安全可靠?？捎糜陔婒寗鱼@機、絞車等領域，或其它運行條件類似的工況中。
文檔編號H02K17/16GK1866690SQ20061001284
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權日2006年6月12日
發(fā)明者姚陶生, 亓和平, 尚詩賢, 魏榮斌 申請人:中國北車集團永濟電機廠