背包緊湊型高壓電機系列產品研制

2017-04-10 02:44:33張偉

中國設備工程 2017年6期

關鍵詞：模塊化產品設計

張偉

（河北電機股份有限公司，河北石家莊 051430）

背包緊湊型高壓電機系列產品研制

張偉

（河北電機股份有限公司，河北石家莊 051430）

高壓電機的緊湊化設計是一個重要的發展方向，由于背包式電機具有更高的功率密度而成為一個重點研究對象。本文介紹了河北電機股份有限公司研制的背包緊湊型高壓電機系列產品，通過對比，展示了該產品具有的技術優勢。

高壓電機；背包緊湊型；高功率密度；模塊化

1 國內外現狀

目前，世界各工業化國家的電機消耗本國電力水平基本在 60% 左右，而中大型電機占其中的四分之三左右，即總量的 45%，可見中大型高壓電機的需求量之大。從電壓需求來說以 6kV、10kV 為主，其中又因為 10kV 可以省去配電變壓器，能進一步降低能耗，需求量更大。作為工業設備最主要的動力源，電動機的裝機量巨大，市場需求廣闊，高壓電機作為主要動力源，有著廣闊的市場前景。但是，目前我國一些電機產品存在可靠性差、重量重、體積大、噪聲大等問題，其主要原因是制造工藝落后，關鍵材料的質量和品種不能滿足要求，科研和設計工作沒有跟上，科研投入少，新產品開發資金匱乏，企業技術創新能力較弱。反觀國際行業領先者，如西門子、ABB、GE 等，他們的高壓電機產品已經做到系列化，結構緊湊，極高的通用性，大功率密度，低噪聲，低成本等。

因此，高壓電機的新產品開發必須緊跟先進技術的趨勢，才能做出符合市場需求的產品，才能做出具有市場競爭力的產品。同時，也正因為國內電機制造商缺少這樣的產品，我們才要抓住機遇，攻克難關，取得國內電機領域的突破。

2 研制的意義

高壓電機的發展必須要順應市場潮流，只有生產出具有國際國內市場競爭力的產品，才能在激烈的商業競爭中異軍突起。為此，我們研發緊湊型背包式三相異步高壓電動機，它具有結構緊湊、重量輕的特點，實現了應用更少材料而達到了更高的輸出功率，有效降低了材料成本，使得產品更具有市場競爭力。

此產品的推出，將會填補國內電機制造商在緊湊型背包式高壓電機上的空白，顯著提高我國高壓電機的研發設計與制造水平，為我國的工業發展提供強有力的支持。

3 產品規格

（1）模塊化背包式電機。

（2）電機類型：背包式三相感應鼠籠式電機。

（3）功率范圍：250 ～ 7000kW。

（4）軸心高：355、400、450、500、560、630mm。

（5）極數：2,4,6,8 極。

（6）安裝方式：IMB3，IMB35，IMV1。

（7）頻率 50Hz，部分 60Hz（6.6kV）。

（8）電壓 6kV，6.6kV，10kV，11kV。

（9）環境溫度：-20 ～ 40℃。

（10）冷卻溫度：空氣≤ 40℃；水≤ 25℃。

（11）絕緣系統：F 級考核，B 級應用。

（12）工作制：S1。

（13）冷卻方式 / 防護等級：IC01/IP23，IC611/IP55，IC81W/IP55。

（14）軸承類型：滾動軸承，滑動軸承。

（15）噪聲：76 ～ 95dB（A）（聲壓級）。

（16）振動：2.3mm/s。

4 技術優勢

4.1 高功率密度

電機的功率密度是電機設計先進程度的一個重要指標，更高的功率密度意味著使用更少的材料，獲得更高的輸出功率，電機制造的經濟性顯著提高。另外，電機實現了輕量化，進一步可以實現系統的輕量化。以 10kV，IC01 電機為例，作如下對比（表 1、表 2）。通過對比國標產品可以看出我們的產品軸心高降低明顯，也就是功率密度優勢明顯。

表1 背包緊湊型產品與國標同類產品的功率密度比較

表2 背包緊湊型產品與國標同類產品的重量比較

通過對比兩極電機重量，可以看出材料用量大大降低了。

4.2 模塊化設計

電機的模塊化設計是在系列產品設計中一項非常重要的手段。通過這種手段，可以實現通用零件的標準化，最大程度降低設計成本、采購成本和物流管理成本。本產品采用了模塊化機殼、端蓋、沖片、風扇、冷卻器等零部件。圖1、圖2和圖3為采用模塊化設計的三種不同熱交換方式。簡單的配置冷卻器即可生成不同冷卻方式的產品，更加快速方便。