MQY4564溢流型球磨機用三相同步電動機MW2200—32 10kV IP54設計

丁東++閻明

摘 要： 文章介紹了球磨機用TMW2200-32 10kV IP54三相同步電動機的設計過程。通過具體分析和試驗，詳細介紹了此型號電機的結構設計及性能參數。

關鍵詞： MQY4654溢流型球磨機用同步電動機 電磁計算 結構設計

目前，隨著現代化工業生產規模的逐步增大，與之配套的生產設備也向著大型化方向發展，因而拖動大型機械設備的電動機功率也隨之越來越大，高電壓等級、高功率、大容量、高性能電機的發展方向成為最重要的方向之一，這促使電機生產企業紛紛向高壓電機行業靠攏，以提高企業的行業競爭力。

一、適用范圍

TMW2200-32 10kV IP54三相同步電動機適用于球磨機，也可用于拖動特性相似的其他機械設備。

二、主要技術數據及特征

⑴ 電機外殼的防護等級為IP54。

⑵ 電機冷卻方式為軸﹑徑向混合通風的空-上水冷（集電環為空冷）。

⑶ 電機安裝方式為IM7311，具有座式滑動軸承，箱式結構，電機軸伸采用GB756標準圓柱形，用一個平鍵與主機連接。

電機定額為連續工作制S1（連續）。

電機額定電壓為10000V。

電機額定頻率為50Hz。

電機主要技術數據如下：

額定功率：2200kW

額定轉速：187.5r/min

效率：95%

功率因數：0.9（超前）

在額定電壓下，失步轉矩與額定轉矩之比的保證值為：2.0

在額定電壓下，堵轉轉矩與額定轉矩之比的保證值為：0.6

在額定電壓下，標稱牽入轉矩與額定轉矩之比的保證值為：0.6

在額定電壓下，堵轉電流與額定電流之比的保證值為：7.0

三、電磁計算

根據本臺電機的功率2200 kW﹑轉速187.5r/min來確定機座號為2600，再由電壓等級10kV，來決定定子沖片的內﹑外徑尺寸及沖片開槽的寬高，按照所選取的沖片開槽尺寸與10 kV電機的絕緣要求來選取定子線規的尺寸，通過調節其定子線圈匝數，并聯路數，鐵心長，以滿足50W-400號硅鋼片對磁密的要求，并保證定﹑轉子的溫升和起動性能；

四、結構設計

該電機采用臥式結構，座式滑動軸承，電機軸伸為標準圓柱形，電機頂部裝有空-水冷卻器，內部帶空間加熱器，底部帶底板。（外形圖見附圖1）

（一）定子，包括機座、定子鐵心、定子線圈

（1）機座

機座是電機定子中的主要結構件。由多個加工后的鋼板單件焊接而成，起承受冷卻器重量、定子重量，固定鐵心的作用。

（2）定子鐵心

定子鐵芯使用50W-400硅鋼片疊壓而成，全圓由18張扇形片拼成，整圓共216槽，沖片疊壓系數不低于0.95。沖片和機座采用一定的間隙配合，借機座內筋板及拉緊螺桿緊固。.壓裝后，由定子壓圈壓緊，壓圈與機座在每個對應拉緊螺桿處焊50長。

（3）定子線圈

定子繞組為雙層疊繞組，為削弱5、7次諧波電動勢，經過計算取節距1～7。整個定子采用VPI真空加壓浸漆工藝，繞組端部和直線部位固化成整體，從而減小匝間短路的可能，同時，浸漬漆充分占滿槽內空間，提高散熱性能。

定子測溫元件采用：WZPD10×100-3B（單支三線制），分度號：Pt100鉑熱電阻，每相2只，共6只；

（二）轉子，包括轉軸、轉子支架、磁極鐵芯、磁極線圈、風扇

（1）轉軸

轉軸材質采用35CrMo，經過機械計算確定各段軸徑、軸長，使其機械性能滿足以下幾點：

允許撓度為氣隙的百分數不超過6%；

軸承及軸肩處按疲勞計算的相當應力不超過500；

選取軸徑時，軸承的計算負載不超過其允許的負載；

（2）轉子支架

轉子支架材料采用ZG230-450鑄造而成。將旋轉整流裝置和三相交流勵磁機分別安放在轉子支架的兩側。

（3）磁極鐵芯

磁極鐵芯由材質為1.5mm厚A3鋼板的磁極沖片疊壓而成。阻尼條材質為黃銅。阻尼條和阻尼環之間用銀焊料（HLAgCu30-25）焊滿，不得有間隙；裝配后阻尼環兩端雙面搪錫（HLSnPb58-2）長40。

（三）交流勵磁機

實際上交流勵磁機就是一個與主電機同軸旋轉的小型同步發電機，主要作用是為主電機（經旋轉整流盤整流后）提供勵磁電流。交流勵磁機的設計基本和主電機相同，不同的是勵磁機的磁極在勵磁機定子上。轉速與主電機相同，選取合適的極數、勵磁機定子內徑、鐵芯長和比較合適的定轉子線規。

由于用戶電機基礎尺寸的限制，在設計過程中考慮將交流勵磁機和旋轉整流盤分別置于主電機轉子的兩側。還要考慮到主電機、勵磁機和整流盤接線的位置確定勵磁機出線位置。

（四）旋轉整流盤

旋轉整流盤的作用是將交流勵磁機產生的三相交流電，經過整流后轉換成直流電，為電機提供勵磁電流。

（五）空-水冷卻器

空-水冷卻器由冷卻器箱體和外購的冷卻器組成。冷卻器箱體由鋼板焊接而成。冷卻器容量由電機的額定功率和計算效率選取：

Pa=PN×（1/η-1）

PN———電機的額定功率

η——電機的計算效率

冷卻器進水溫度28℃

冷卻器出風溫度40℃

空-水冷卻器用耐熱橡膠帶密封，用螺栓固定在機座上。

五、性能指標

電機試制后，經本公司試驗站檢測，其主要性能指標如下：

由上表可見，該產品性能指標，機械結構均達到各項技術要求。

參考文獻：

[1]陳世坤：《電機設計》第二版，機械工業出版社，2000.

[2]湘潭電機廠：《交流電機設計手冊》，湖南人民出版社，1977.

[3]許實章：《電機學》，機械工業出版社，1992.

[4]機械工程手冊與電機工程手冊編輯委員會：《電機工程手冊》第4卷.

[5]機械電子工業部上海電器科學研究所全國旋轉電機標準化技術委員會秘書處：《中國電機標準宣貫資料》.