冶金及起重用变压三相异步电动机的设计

　　南洋电机厂（20004 0）张加林姚秋亮相异步电动机的特点、设计方法和措施。介绍了南洋电机厂YTSZ系列冶金及起重用变压三相异步电动机研制情况。

　　叙词异步电动机冶金起重变压设计措施1刖言随着技术飞速发展，交流系统在华盈做为变压器优质厂家为您郑重承诺：我们所有变压器保证全新全铜线，三年内在正常使用中出现质量问题给与保修保换，凡2000KVA以下产品全部现货供应，凡使用本公司的变压器在正常投入运行三年内一律实行三包。产品畅销、山东、新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、河南、黑龙江、吉林、辽宁、四川、贵州、湖北、湖南等地。365天全程为您服务!本公司秉承“以人为本，科技创新，志在超越”的崇高信念，以可靠的产品质量，优惠的价格，完善的售后服务，精益求精，追求完美，竭力欢迎新老客户垂询合作，愿与广大客户共创双赢的美好明天。 工业领域得到广泛应用。九十年代初，南洋电机厂根据市场需求信息开发了YTSP系列变压电机。该电机以优良的性能、较宽的范围等得到各行各业认同。其中，有相当一部分用户，特别是起重行业用户，最为关心的是YTSP系列变压电机采用S3工作制时的输出功率能够提高多少，低频起动转矩、低频起动电流是多少等等。为此，南洋电机厂走访部分用户，仔细了解起重设备工况，分析了YZ系列冶金及起重用三相异步电动机特点。在做好技术准备工作的基础上华盈非晶合金变压器有限公司，1998年开发了YTSZ系列冶金及起重用变压电机，现就这种类型变压电机特点和设计方法作一介绍。

　　2电机特点YTSZ系列变压电机开发原则：满足冶金和起重行业对变压电机的要求，保留YTSP系列变压电机性能好和使用可靠性高的优点。因此，该系列变压电机必须具有如下特点：电机基准工作制采用S3-40%断续周期工作制；电机具有较大过载能力电机能在1Hz低频下起动，起动转矩可达1.5倍额定转矩；电机具有较宽范围；调频范围与YTSP系列一致；电机能适应频繁起制动、正反转工况电机结构具有较高机械强度，能承受冲击和振动；电机能适应高温、日晒、雨淋、粉尘较多场合。

　　3设计方法及措施我们知道一般鼠笼电机设计是以50Hz电网电源供电为目标，重点考虑的是50Hz时力能及起动性能指标。而YTSZ系列变压电机，因采用变压器供电，在设计时，需要考虑电机在非正弦波电源供电下的适应性，电机的使用可靠性，电机的过载能力，低频起动性能，性能，绝缘处理等。下面要围绕这几个方面谈一谈设计方法干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。及措施。

　　变压电机过载能力大小，高频性能与电机最大转矩有关。从电机学中知道，电机最大转矩计算公式为：P―电机极数山一定子绕组上外施电压fi一定子频率一定子绕组电阻X1―定子绕组漏电抗X2―折算至定子边转子绕组漏电抗Xm一激磁电抗从上可知，电机最大转矩与定子绕组上外施电压平方成正比，与定子频率及电机漏电抗成反比。

　　电机的过载能力大小反映了电机最大转矩输出能力，即只有电机最大转矩大，才能保证电机过载能力大。针对冶金和起重行业均要求电机过载能力大的特点，YTSZ系列变压电机要求在50Hz额定点过载能力必须达到2倍额定转矩，历当变压电机以恒磁通调节方式至低频时，由于电压补偿起作用，最大转矩得以提高，能够保证低频恒转矩运行。当变压电机以恒功率调节方式至高频时，由于变压器输出电压受电网电压的限制不能提高，只能保持额定电压，而电机漏电抗随频率升高而大，电机的最大转矩快速下降。从电机稳定运行角度看，稳定工作点滑差S要求在Sm（Sm为最大转矩对应滑差）之间，但工作点滑差S不能接近Sm点，因为如果负载有波动的话，很容易造成电机不稳定运行。因此，在最尚频率运行时，一般要求电机的最大转矩与负载转矩之比必须大于1.4倍。

　　综上所述，对YTSZ系列变压电机，既要保证50Hz额定点2倍过转矩能力，又要保证变压电机在高频率点稳定工作。在设计中，必须将额定点的最大转矩计算值控制在3倍以上和******频率点的最大转矩计算值控制在1. 5倍以上。这样可以保证YTSZ系列变压电机在开环U/f控制下，恒转矩范围可达到350Hz.恒功率范围可达到50100Hz.提高最大转矩要方法有：提高磁负荷；降低定子绕组电阻；降低电机漏电抗。

　　冶金和起重行业用户对变压电机低频起动性能十分关心，希望变压电机在低频起动时，起动转矩大和起动电流小，因为起动电流大小涉及到变压器容量的选择。因此，低频起动性能是YTSZ系列变压电机地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号重要指标之一。在经过多次低频起动性能试验后，提出了YTSZ系电 话：0635-8888299列变压电机在1Hz低频下起动转矩要求达到1. 5倍额定转矩，而此时-起动电流限制在2倍以内。从电机学中知道，适当提高转子电阻值可提高起动转矩和降低起动电流。在设计中，采取要措施是转子铸铝材料采用电阻率较高的铝合金材料。

　　采用变压器供电后，因起动电流倍数大大减少，可忽略起动电流引起温升。与具有相同要尺寸具连续工作制YTSP系列变压电机相比，其输出功率可按等效电流法或其他折算法进行折算。根据这一思路，结合电机过载能力，在确定YTSZ系列变压电机输出功率时，将部分机座号比较大的电机输出功率等级按硬性功率等级提高一级，见表1（表中各机座号选一个规格作代表）。其他工作制时输出功率可以按基准工作制输出功率进行换算。由于提高了电机输出功率，为了不减小电机的过载倍数，在电磁设计中，仍将提高电机最大转矩为目标，提高过载能力。

　　表1 YTSP系列与YTSZ系列部分机座号输出功率对照表输出功率kW YTSP系列YTSZ系列谐波要给变压电机来2个影响，即损耗和谐波转矩。对YTSZ系列变压电机的损耗加较多部分，要是转子铜耗。这是因为YTSZ系列转子铸铝材料采用电阻率较高的铝合金材料，其本身电阻就较大，铸铝转子导条交流电阻在谐波频率作用下，由于集肤效应会明显大，电阻的加使铜耗也加。另外，电机输出功率的提高，也是电机的铜耗大的另一个原因。因此，YTSZ系列变压电机总的损耗将比其他电机来得大。为保证变压电机输出额定功率，设计中必须采取的措施有：降低对电机影响较大的低次谐波；导磁材料采用损耗较低而导磁性能良好的硅钢板；加强电机的通风冷却效果。谐波给变压电机来的另一个要影响是谐波转矩。谐波转矩将造成变压电机在低频运行时产生转矩脉动。要避免低频转矩脉动，设计上除采取降低低次谐波的影响外，适当提高电机漏电抗可以降低谐波转矩，但会给变压电机其他性能来影响，这就需要在电机设计中作全面考虑。

　　变压电机绝缘处理是一项关键工艺，绝缘处理得好与坏，直接影响电机使用寿命和可靠性。YTSZ系列变压电机采用F级绝缘。其要原因有2个：第一，变压器输出电压有较大谐波成分，这些谐波成分将使电机损耗加，电机温升升高其次，变压电机一般均要求在较大的频率范围内运行，在高频运行时，由于定子频率加，电机温升明显上升。此外，在变压电机的绝缘处理中，匝间绝缘处理及对地绝缘处理也是非常重要的环节。一般在使用变压电机时，在变压器和变压电机之间采用电缆连接，由于电缆波阻抗与电机定子绕组波阻抗不匹配，在定子绕组端产生一个反射波电压，这电压有可能达到损坏定子绕组程度。

　　再有目前使用IGBT功率元件变压器用户较多，当IGBT功率元件开关频率很高时，会给电机定子绕组来电压不均匀分布问题。使定子绕组尤其是开始几匝绕组受到电压冲击。另外，变压电机中谐波磁势在定子绕组中产生脉动磁势，也容易损坏绕组对地绝缘。手 机：13287501888YT邮 箱：1262980066@qq.comSZ系列电机的绝缘处理，考虑了这几方面的影响，并有针对性地采取了一些措施，取得了良好的效果。该绝缘结构己取得了美国保险商实验室（UL）及加拿大标准学会（CSA）的产品安全认可。

　　针对冶金和起重行业使用环联系人：陈经理境，YTSZ系列变压电机在结构设计上采取的要措施有电机要结企业账号：1611 0032 092 00213 086构件采用高强度材料，如采用的铸铁材料其机械强度不低于HT200；转轴材料采用合金钢并作调质处理。电机内部零部件之间的公差配合要求较高，特别是铸铝转子铁芯与转轴的公差配合。对转轴临界转速、轴伸强度等均作校核计算。

　　IMB5、IMV1.电机出线盒的位置可以在右边或左边，也可以在电机的上边。变压电机防护等级可根据用户需要制成IP54、IP55，对个别用户要求防护等级达到IP56，也可以作特殊设计。另外，变压电机还可以根据用户需要加装制动器、编码器、加热器等附件。电机冷却方式一般米用轴流式冷却风机。如果所附件较多或较长则使轴流式冷却风机冷却效果变差，这时宜采用其他结构冷却风机，如背包式冷却风机或骑式风机等。在范围不宽的场合，还传 真：0635-8888109可选择同轴风扇结构。

　　4研制情况TSZ系列变压电机中心高从90mm335m本公司生产的SCRBH15非晶合金干式变压器，SGBH15非晶合金变压器（10KV级），SCRBH15非晶合金卷铁芯干式变压器 S9、S11.S13系列6-35KV油浸式变压器、SCB10.SCB11系列6-35KV干式变压器、非晶合金、有载调压电力变压器等级低损耗电力变压器，技术标准严格采用国际GB1094.1、2-1996；GB/T6451-1999，并在同行中率先获得ISO9001质量体系认证证书和PCCC产品认证证书。主导产品“华盈”牌电力变压器达到同行业领先水平。公司成立以来，本着创新发展的目标，购进了先进的生产检测设备，引进了国际先进的企业管理模式和工艺，建立了高效灵敏的信息反馈系统和完整的售后服务体系。公司早在1997年就率先通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2016年成功换版为ISO9001：2008质量管理体系认证，在2016年九月份获得ISO14001：2004环境管理体系认证，在2017年5月份获得中国国家强制性产品认证（3C认证），使产品质量有了很大的提高，产品服务更贴近于用户需求。m，功率从1.lkW315kW，极数有4、6、8、10极（10极权限于315、355机座号）。从试制情况来看，电机低频起动性能和最大转矩（见表2）均达到预期要求。另外，在试制过程中，还对变压电机分别做了不同工作制的温升对比工作。YTSZ系列变压电机自开发以来，己得到冶金和起重行业的欢迎，特别是起重设备制造行业。目前YTSZ系变压电机己批量生产，并在多项重点工程项目中得到应用，远销国外。

　　表2YTSZ系列变压电机的要性能型号要性能1Hz起动转矩倍数1Hz起动转矩1.5倍时起动电流倍数50Hz最大转矩倍数第一作者张加林男40岁工程师曾荣获1999年中国船舶工业总公司科技进步三等奖，1998年市标准化科技成果二等奖。