YKS560—2高速撓性軸三相異步電動機的設計與研制

李忱+劉楊

（泰豪沈陽電機有限公司，遼寧 沈陽 110000）

【摘要】本文討論了YKS560-2高速撓性軸三相異步電動機的設計與研制過程。圍繞著設計過程中各部分進行了分析，為今后設計制造高速撓性軸三相異步電動機積累了經驗。

【關鍵詞】高速三相異步電動機；撓性轉軸；端蓋滑動軸承；設計；研制

1前言

該YKS560-2高速三相異步電動機是給水泵電動機，由于該電機電壓等級為10kV，功率為1800Kw，為使電機內部結構分布合理，需加長電機機座，并采用撓性轉軸，已達到電機穩定運行。

2電動機的基本技術參數

2.1電動機額定參數及結構特點

電機型號：YKS560-2；

額定功率：1800kW；

額定電壓：10000V；

額定電流：118A；

額定頻率：50Hz；

額定轉速：2982r/min；

絕緣等級：F級；

防護等級：IP54；

冷卻方式：IC81W；

結構及安裝型式：IMB3。

2.2依據標準

GB755《旋轉電機 定額和性能》；

JBT10315.1-2013《高壓三相異步電動機技術條件第1部分：YKS、YKS-W、YQF系列（機座號355-630）》；

GBT 1032-2012《三相異步電動機試驗方法》。

3高速三相異步電動機的設計過程分析

3.1電磁設計

根據技術設計任務書，確定電機的電磁負荷以及與電磁性能相關的有效尺寸，包括定、轉子沖片及鐵芯尺寸，繞組數據等。在設計過程中，既要考慮堅固電機各項性能指標要求，又要考慮成本，并且溫升留有合理裕度。定子齒磁密1.46T，定子軛磁密1.35T，轉子齒磁密1.53T，轉子軛磁密1.34T，定子繞組采用雙層疊繞組，并聯支路數為1。

3.2結構設計

電機的結構設計是根據電機的使用要求、技術條件以及電磁設計所確定的有關數據，確定電機的機械結構、零部件尺寸，材料的規格、性能及加工要求。YKS560-2高速三相異步電動機中心高確定為560mm，防護等級IP54，由機座、定子、轉子、空-水冷卻器、軸承、接線盒和空間加熱器等組成，如圖1所示。

3.2.1定子

定子由定子鐵芯、定子線圈、定子測溫元件、機座等部分組成。

（1）定子鐵芯

定子沖片采用50W470優質冷軋電工鋼片做導磁材料，解決了熱軋硅鋼片因厚度不均，鐵心迭壓后出現較大偏差的問題，又減少了鐵耗，降低了振動和噪聲。定子鐵芯用8根筋與機座的環筋板固定，并用固定片焊接牢固，保證定子鐵芯的穩定性。

（2）定子線圈

定子繞組為雙層疊繞組，材料采用自粘性單玻璃絲包薄膜繞包銅扁線GLEMB-155/0.60-2YN，下線后用半導體環氧引拔槽楔3941固定，所有接線采用銀磷銅焊料（BAg15CuZn）焊牢。定子引線與接頭采用強力冷擠壓后搪錫，線圈按標準規定進行耐壓試驗后，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，增加線圈的機械強度，浸漬漆充分占滿槽內空間，提高散熱性能，最后繞組端部表面噴環氧敷蓋漆。

（3）機座

機座是電機主要結構件之一。定、轉子及冷卻器等都裝在它上面。它需承受扭轉負荷，軸的彎曲應力和電機本身重量，為滿足這些要求，機座設計成由底腳板及壁板組成的鋼板焊接而成的箱式機座，加強了機座整體的強度，使電機能安全穩定的運行。機座內部采用環氧玻璃鋼壓制的圓筒狀導風裝置，提高了電機的散熱效果。

3.2.2轉子

轉子主要由轉軸，轉子鐵芯等組成。

（1）轉軸。轉軸采用40CrⅡ*JB/T1271，抗拉強度、屈服強度較高，有較高的疲勞強度和良好的韌性。

（2）轉子。轉子采用鼠籠式結構，鐵芯沖片槽型采用凸形結構。采用50W470優質冷軋電工鋼片，質量好，單位鐵耗小。

（3）轉軸計算。經過計算：轉軸的臨界轉速為2276r/min，小于2400r/min；電機的氣隙百分數為4.34%，小于8%；

3.2.3軸承

軸承采用國產端蓋式滑動軸承，軸承型號為軸伸端DQW14-125，非軸伸端DQW14-125（J）。軸承測溫元件采用WZP2-24S。潤滑油采用油VG32，壓力供油，為了防止產生軸電流，在非軸伸端進行絕緣處理。

3.2.4空-水冷卻器

空-水冷卻器由鋼板和冷卻水管焊接而成。冷卻器中水冷卻管為穿片式，基管材質為紫銅，散熱片材質為鋁，冷卻器進水溫度為33℃，工作壓力為0.2-0.4MPa，冷卻器外部有進水法蘭及出水法蘭，與冷卻器內部的冷卻水管相連，內部設有接水盤，以防止冷卻水滲漏到電機內部。

3結語

將電機主要性能參數設計值與試驗值對比，可以看出該產品性能指標滿足標準要求，電機如期合格出廠。該電機電磁設計及結構設計是成功的，電機振動及噪聲都在允許范圍內。為今后設計制造高速撓性軸三相異步電動機積累了經驗。

參考文獻：

[1]交流電機設計手冊.湖南人民出版社，1977

[2]陳世坤.電機設計[M].北京：機械工業出版社，1990

[3]傅豐禮，唐孝鎬.異步電動機設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2001