本电动机由于采用管道通风形式,冷却效果相对较好,电机热负荷设计为Aj=2345,温升控制在80K以内是没问题的。
电动机绝缘强度问题变频器供电使得电动机定子绕组要承受陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。所以,电动机的绝缘等级一般采用F级或更高。同时绝缘设计时要考虑绝缘耐冲击电压的能力。本电机采用3kV电机绝缘规范,加强了对地绝缘和线匝绝缘强度。
电动机的磁路变频调速电动机的主磁路一般设计成欠饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
电动机的结构本电机采用圆筒形结构,两边法兰与风洞内径密封,中间法兰起增强电机结构强度,同时隔断进出风路的作用。为了便于用户安装密封,前、中、后法兰均加工出凸缘。中间法兰采用上下两部分分别焊接在圆筒外壁。圆筒两侧的水平安装板主要起安装定位作用,在安装时可通过调整垫片调整电动机的中心位置,安装板贯穿前、中、后法兰以支撑整台电动机的重量,电动机机壁采用厚20mm的钢板卷制而成,机壁外径为1340mm,内部由12根焊接均布的扁钢支撑。电动机内部两块中壁采用钢板焊接而成(沿圆周开槽,扁钢贯穿前后)。定子铁心安装后再用定位销固定,两端面烧焊。通过AN-SYS有限元方法分析结果表明这样的结构强度是能够满足要求的。
电动机的轴承风机的叶轮直接挂在电动机轴伸上,轴伸须承受2600kg轴向力和2500kg径向力,所以在轴承的选型上既要考虑动态负荷情况又要考虑静态负荷影响。
通风形式变频异步电动机在电源频率较低时候,电源中高次谐波所引起的损耗较大,另外电动机在转速降低时冷却风量与转速的三次方比例减少,致使电动机低速时冷却状况变坏,温升急剧增加,所以变频电机一般采用强迫风冷形式,风洞电动机由于安装位置限制,一般采用管道通风形式。
定子绕组接法由于采用的变频器输出是两路输出,所以电动机定子绕组采用双Y结构,原8路并联的定子绕组拆分成两个4路并联的绕组分别接至变频器。同时为了削弱变频器三相不平衡供电对电动机的影响,在接线时采用如接法:所有/N0极的绕组都接到U1、V1、W1,所有/S0极的绕组都接到U5、V5、W5,这样的对称布置可最大限度削弱不平衡供电影响。
轴电流由于采用变频器供电易产生磁路不对称,会产生轴电压,同时变频器的高频分量也会产生轴电压,当轴电压超过轴承油膜的击穿电压时,轴承内外滚道相当于短路,从而在轴承上形成很大的放电电流,即电火化加工(EDM)电流。另外当电机转动时如滚珠滚道接触同样会产生EDM电流(空载时轴承损坏程度反而比重载时大得多,这是因为重载时轴承接触面积增大,无形中减小了轴承电流密度)。
两者结合一起容易导致轴承损坏,所以要采取绝缘措施。一般采用非轴伸端轴承与机座绝缘可有效防止轴电流。还有由于负载流体运动会产生静电荷,也会产生电动机轴电流,一般采用电动机轴伸端装接地碳刷来消除。变频电动机轴承电流产生的一个主要原因是逆变器输出的电压具有过高的精度要求。
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