中型变频电机的绕组型式论文

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变频调速电动机的应用及故障研究正文、文献、致谢

变频调速电动机的应用及故障研究正文、文献、致谢

1 绪论随着现代化生产技术的提高,如今在大型的生产企业车间内的各种设备传动部件大都离不开电动机,而在许多场合都要求电动机能够调速使用。

在工业发达国家中,交流调速技术已在冶金、电力、铁路、运输、油田、化工等各个领域得到普及。

变频器是从20世纪中叶发展起来的一种交流调速设备,主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。

自20世纪50年代诞生世界上第一个晶闸管以来,就以其在功率放大、快速响应、小功耗、高效等方面的优势推动了直流调速控制系统的快速发展,但其造价高、换相环节存在不足。

70年代陆续发明了功率晶体管、门极可关断晶闸管、场效应管、绝缘栅晶体管等,成为第二代电力电子器件。

与此同时,对于异步电动机的高阶、非线性、强耦合多变量系统数学模型的研究,解决了异步电动机矢量控制的理论,从此交流电机变频调速技术突飞猛进的发展起来,成为了交流调速取代直流调速的里程碑。

随着功率集成电路的出现,它把驱动、保护、检测和功率输出单元集中在一个芯片上,成为第三代电力电子器件,交流变频调速技术上升到新的高度。

发达国家在结合现代微处理器控制技术、电力电子技术、电极传动技术的基础上,相继推出了一系列的变频器并不断进行更新换代。

这些高精度、多功能、智能化的变频器将调速效率和精度提高到了前所未有的水平。

目前,国际上又推出谐振式逆变器,使开关元件在零电压或零电流时导通和关断、将开关损耗减少到最小程度,用较小的电感电容加入到主回路中、可得到大功率输出,共振无尖峰的高压输出,实现无阻尼。

2 变频调速的基本原理2.1 变频调速工作原理交流异步电动机的转子转速可用式(1-1>表示:(1-1>式中:——定子供电电源的频率;——电动机的极对数;——电动机的转差率。

由此可见,若均匀的改变定子供电频率,则可以平滑的改变电动机的转速,即电动机的转速与供电频率成正比。

由此可知,变频调速技术的关键是如何调制出可变频率的正弦波电源。

电机及变频技术应用论文

电机及变频技术应用论文

我对电机变频的了解随着科学的发展,变频器的使用也越来越广泛,不管是工业设备上还是家用电器上都会使用到变频器,可以说,只要有三相异步电动机的地方,就有变频器的存在!变频器对人类社会的进步起到了极大推动作用!!!变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。

20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使电力变换技术的不断发展。

20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。

20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM 模式效果最佳。

20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF 变频器已投入市场并广泛应用。

变频的概述:变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。

20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使电力变换技术的不断发展。

20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。

20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM 模式效果最佳。

20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF 变频器已投入市场并广泛应用。

单双层绕组应用于Y2_200L_2提高电机效率

单双层绕组应用于Y2_200L_2提高电机效率

效率 % 91.2 90.9 91.5 91.2 91.9 91.6 92.3 92
功率因数 0.913 0.912 0.914 0.915 0.918 0.918 0.919 0.918
电密Δ1 4.46 4.48 4.14 4.15 4.63 4.64 4.12 4.14
线负荷A1 301 302 280 280 301 307 281 282
·14·
5
合环保的RoHS标准;作为高端应用的通用型变频器,它 可以满足 从风 机 泵类 负载 到起 重 机、电 梯 等 各种 设备 的 要求,作为 变 频 器 却 有伺 服 系 统 的 位 置 控制 功 能,这让 3G3R X 变 频器可以满足包 装印刷 等设备大功率 驱动的 高精度要求;融合了变频器、PLC和伺服系统诸多优点, 3G3R X变频器无愧最佳新品。G9SX-SM安全停止检测 单元 采用BE M F(反电 动势)检 测 方 式,不需要设 置传感 器只通过简单设定就可以运作,提高生产效率。
铁心长度 160 195 195 195 195 195 195 195
线圈跨距
1~14
ห้องสมุดไป่ตู้
理论1~17
1~14
理论1~17
绕组系数 0.722
0.889
0.722
0.889
接法




每圈匝数 15、16 29、29、15、14
13
24、24、12、12
线规 1φ1.18+2φ1.25 1φ1.3+2φ1.25 2φ1.12+2φ1.18 2φ1.25+2φ1.18
单双层绕组应用于Y2-200L-2提高电机效率

变频调速电动机绕组损坏原因分析

变频调速电动机绕组损坏原因分析
r e s p e c t i v e l y a n a l y z e s t h e m ,f o u n d o u t t h e c a u s e s a n d p o i n t s o u t i mp r o v e me n t s u g g e s t i o n s .
A b s t r a c t C o m p a r e d w i t h c o m m o n m o t o r s , t h e w i n d i n g s o f v a r i a b l e - r f e q u e n c y a d j u s t a b l e -
频器做电源供 电, 电压波形 中高次谐波含量 比较 多, 电源品质不如 工频 电源 , 损耗比较大 , 峰值 电 压 比较 高 , 冲击 电压具 有重 复性强 的特 点 , 这 对 电 动机的绝缘结构提出较严格的要求。 绝缘 结构 通常 主 要指 对 地 绝缘 ( 槽绝 缘 ) 、 相
( 1 佳 木斯 防爆 电机研 究所 , 黑龙 江佳 木斯 1 5 4 0 0 5 ;
2哈 尔滨 东安 汽 车动 力股份 有 限公 司 , 黑龙 江哈 尔滨 1 5 0 0 6 6 )
摘 要 变 频调速 电动机 绕组 比普通 电动机更 易产生 匝间 、 相 间短路 、 接地 等故 障 , 破 坏绝 缘 。这与电动机的绝缘结构 、 变频器性 能 、 控制方法 的选择 、 使用 维护等有直 接关系 。通 过分别对 其进行分析 , 找 出原 因并提 出改进建议 。 关键词 绕组损坏 ; 故 障原 因 ; 绝缘结构
现象称固体绝缘的击穿 , 会 出现烧痕 、 裂缝或熔化 的通道。固体绝缘 的击穿有 电击穿 、 热击穿及 电 化学击穿等形式。

电动机毕业论文

电动机毕业论文

电动机毕业论文第一篇:电动机毕业论文摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。

特别是乡镇企业及家用电器的迅速发展,更需要大量的中小功率电动机。

由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。

本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。

关键词:技术现状;工作原理;运行维护绪论电机是利用电磁感应原理工作的机械。

随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。

从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。

它应用广泛,种类繁多。

性能各异,分类方法也很多。

电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,变压器和控制电机四大类。

电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。

另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。

在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。

拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。

由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。

按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。

浅析交流变频调速电机设计

浅析交流变频调速电机设计

浅析交流变频调速电机设计摘要:旨在讨论交流变频调速电机在绝缘结构、绕组、槽型等方面的设计,总结出了部分方法,供相关人员参考。

关键词:交流变频调速电机;绝缘结构;绕组;电磁;设计Abstract: aimed at the discussion in frequency control motor insulation structure, winding, groove type in design, summarizes some of the method for the relevant personnel reference.Key words: ac frequency conversion motor; Insulation structure; Winding; Electromagnetic; design前言:近年,随着微机技术、现代电力电子技术的迅速发展,以及现代控制理论的不断进步,交流变频技术得到了不断的发展与完善,使其在家电、石油、炼钢、造纸等产业领域中得到了越来越广泛的应用。

交流变频调速系统的广泛应用,也对与其相配套的交流变频电机的设计和制造提出了更高的要求,从而使其能够更好的符合传动系统的要求。

1.绝缘结构设计1.1 在变频器供电时绝缘破坏的原因一般用途的电动机绕组的绝缘耐电压水平是相对正常运行电压而言的。

在变频电源的作用下,由脉宽调制(PWM)变频器产生的矩形斩波冲击电压,从而叠加在电动机运行的电压上,出现浪涌电压与电晕现象,有时线圈匝间绝缘所承受的电压要比正常的电压高出数十倍,因此在设计变频电机时,须特别考虑绝缘问题,从而防止绕组产生有害的电晕电压,避免因反复的施加脉冲电压而引起绝缘的老化,影响电机的使用寿命。

1.2 改进措施(1)变频电机选用耐电晕的专用漆包线与绕包线,选用耐电晕且易被绝缘漆浸透的绝缘材料与低挥发性的聚酯型无溶剂树脂。

(2)为了获得无气隙绝缘,在选用绝缘材料时,应该注意选用易被放到电机绝缘结构中的各个部位,并且能充分的填充到绕组间空隙的绝缘材料。

低压大功率变频电机散线绕组制造工艺研究

低压大功率变频电机散线绕组制造工艺研究
25 电 缆 引接 线 连 接 .
绕组 每 极 相 组 线 圈 间增 加 一 层 挺 度小 , 气 性好 透 和 成 本 低 的 绝 缘 材 料 。 目的 是 防止 线 圈在 下 线 、 整 形过 程 中敲 打 因导 线 商 接摩 擦 造 成 导 线 绝缘 层 损 伤 ;
第 2 ( 第 10 ) 期 总 2期
No2 S m .2 .( u No1 0)
机 械 管 理 开 发
M ECH ANI CAL M ANAGEMENT AND DEVELOPM ENT
2 1 4月 01 年
Apr2 .01 1
低压大 功率变频 电机散 线绕组制造工艺研究
程 中防止 损伤 导线 , 线 过程 应保 证槽 绝 缘 、 嵌 相绝 缘 放 置 到位 。相 绝缘 应 采 用 容 易被 绝 缘 漆 浸 透 的材 料 ; 线 圈端 部 应 加 强绑 扎 、 固定 , 确保 端 部 成 为 一个 整 体 , 采 用 V I 旋 转 烘 培 固 化 1 艺 , 有 利 于 提 高 绝 缘 结 构 P及 二 也 整体 机械 强度 。
绝 缘纸 吸漆 性 能好 可增 加挂 漆 量 ; 服帖 易于 绑扎 处理 ; 加 强 匝 间绝 缘 也 可 降低 线 圈之 间 匝 问机 率 , 图 1 见 。
相 间绝 缘要 求 选择 电气 性 能高 , 但挺 度小 , 易于绑 扎服 贴 , 加挂 漆 量 的材料 。绕组 端部 部分 整形 , 成接 增 形 线 平 台 。下 线 结 束 后 , 过 用橡 皮 锤 子 敲击 绕 组 两侧 通 端 部 部分 ( 其 是 前 端 ) 成 平 台 , 于线 路 排列 和 尤 形 便 绑扎 , 还可 以 为接线 工 序提 供便 利 , 图 2 见 。

变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性的研究

变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性的研究

2
有限差分求解
对应图 1 所示等效电路模型,U0 为输入电压, 由基尔霍夫电流定律 i j − i j +1 = Cg, j Ct, j d(U 0 − ∑ um )
m =1 j
Fig.1
图 1 定子绕组分布参数等效模型 Equivalent circuit of winding for simulation
1
定子绕组分布参数电路模型
变 频牵 引电 机 端输 入 脉 冲电 压的 典 型 上升
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
第 12 期
佟来生等: 变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性的研究
135
沿时 间为 0.1~0.5 µ s , 对应的等效上限频率满足 式(1)[13] 1 fu = (1) πtrise 式中:trise 为上升沿时间;fu 为等效上限频率。由 式 (1) , 陡 脉冲 上升沿 对 应 的 等 效 上 限频 率 可达 数 MHz 。 因此 ,分析 陡 脉冲 在 定子绕组中 暂态 分 布,需 要建立 高 频 等 效电路模型。变频牵引电机 定子绕组为双层整距叠绕组,相邻两线圈分别下在 不同的槽内。由于高频下铁心叠片和导体表面涡流 具有屏蔽作用,所以忽略不同槽内线圈的槽内部分 之间以及悬空部分之间的电磁耦合,认为只是简单 的串接。同一个槽内不同层间邻近线圈的耦合相对 于同一线圈的邻近匝间的耦合属于次级效应,这里 只考虑一个线圈内部各匝之间自感和互感。单个线 圈只考虑匝对地电容和匝间电容。基于上述分析, 定子绕组 高频 等 效电路 以一 匝为 最小 等 效单 位 进 行建模,如图 1。每一匝由集中参数匝电阻 R、匝 自感 L、各匝间互感 M、匝间电容 Ct 和匝对地电容 Cg 等效参数来表述。 匝间电容 Ct1 和 Ct4 电容值为匝 间电容 Ct 的一半,对地电容 Cg0 和 Cg4 电容值为首 匝和末匝对地电容的一半。

SM150中压变频器在热轧厂主传动系统的应用

SM150中压变频器在热轧厂主传动系统的应用

SM150中压变频器在热轧厂主传动系统的应用作者:罗春来源:《城市建设理论研究》2013年第01期摘要:SM150运行平稳、可靠,模块化的设计理念为以后的备件提供方便,也便于维护,节省了维护成本和时间。

本文介绍了以SM150变频器为核心的驱动系统以及西门子自动化产品在热轧主传动系统的应用,说明了其主要配置、功能、监控系统、主要设备设计以及整个主传动系统的特点。

关键词:SM150;主传动系统;全集成自动化Abstract: SM150 stable running, reliable, modular design concept for the subsequent parts to provide convenient, easy maintenance, saving the cost and time of maintenance. This paper introduces the SM150 inverter is the core of the drive system and Siemens automation products in the hot rolling main drive system, describes its main configuration, function, monitoring system, main equipment design and the main characteristics of transmission system.Key words: SM150; main drive system; integrated automation中图分类号: TN773文献标识码:文章编号:1、前言SINAMICS SM150 是用于高低速应用的高端驱动器变频器。

因此,我们把它用于需要高动态性能和可以对线路供电进行可再生反馈的应用——一般搭配的电机功率为4 - 26 MW。

电动机单双层绕组的设计

电动机单双层绕组的设计

电动机单双层绕组的设计张亮;李瑞东【摘要】阐述了电动机单双层绕组常用的型式,通过对电机单层绕组和双层绕组的构成原理、优点进行分析,根据绕组型式及布线特点,单双层绕组适用范围,对电机进行单双层绕组优化设计,从而改善了电机性能,达到节约铜材和提高电机运行效率.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2016(051)005【总页数】3页(P15-17)【关键词】单双层绕组;结构形式;线圈【作者】张亮;李瑞东【作者单位】佳木斯电机股份有限公司,黑龙江佳木斯154002;佳木斯电机股份有限公司,黑龙江佳木斯154002【正文语种】中文【中图分类】TM303.1交流三相异步电动机定子绕组型,通常采用单层绕组及双层迭绕组,单层绕组分为同心式、链式绕组、交叉链式绕组等,还有同心式双层绕组。

人们在生产实践过程中,不断探索能找到新的绕组型式,改善电机性能及节约铜材。

上世纪六十年代初,我国出现了单层交叉式链式绕组,不仅节约了铜材,还改善了电机运行的性能。

随后又出现单双层混合绕组,进一步节省了铜材,电机运行性能有所增强,效率也提高了。

国外采用单双层绕组产品比我国早,但经过几十年的发展,我国已经普遍应用了单双层绕组型式。

1.1 单层绕组的特点1.1.1 槽内无层间绝缘,槽内利用率高;1.1.2 同一槽内的导体都属于同相,在槽内不会发生相间击穿;1.1.3 整台电机线圈数为定子槽数1/2;1.1.4 空间上短距,但电气上是短矩,即短矩系Kp=1,总的绕组系数比较高;1.1.5 线圈端部比较短,短距省铜且下线方便;1.1.6 由于短距系数Kp=1,气隙磁场波形、谐波函量较多,影响电机性能。

1.2 双层绕组的特点1.2.1 选择短节距,如5/6可以消除5次、7次谐波,减少附加损耗,改善电机性能;1.2.2 绕组端部排列方便且整齐;1.2.3 每个线圈尺寸相同,制造方便;1.2.4 槽内上下层线圈之间要垫相同绝缘,多用绝缘材料,以免槽内利用率受影响。

电动机毕业设计

电动机毕业设计

电动机毕业设计【篇一:电机设计毕业论文】目录摘要 ....................................................................................................... .. (1)abstract ............................................................................................. . (1)第一章中小型电机设计概述 ....................................................................................................... . (2)1.1设计技术要求 ....................................................................................................... .. (2)1.2电机主要尺寸 ....................................................................................................... .. (2)1.3 绕组构及成原理 ....................................................................................................... (4)1.4主磁路 ....................................................................................................... .. (4)1.5电抗 ....................................................................................................... (6)1.7通风散热 ....................................................................................................... . (7)第二章三相异步电动机设计(y180l-6/15kw) (9)2.1电机主要尺寸及绕组设计 ....................................................................................................... (9)2.2电磁计算步骤与程序 ....................................................................................................... .. (9)第三章电机优化设计方案 ....................................................................................................... (28)3.1相关理论分析 ....................................................................................................... (28)3.2电磁调整方案 ....................................................................................................... (28)第四章 autocad简介及其绘图 ....................................................................................................... .. (30)4.1 autocad简介 ....................................................................................................... (30)4.2 autocad的基本功能 ....................................................................................................... (30)4.3 autocad绘图 ....................................................................................................... (31)总结 ....................................................................................................... . (32)参考文献: .................................................................................................... .. (32)附录(Ⅰ)外文资料原文及译文 ....................................................................................................... .. 34附录(Ⅱ)三设计方案结果 ....................................................................................................... . (39)三相鼠笼式异步电动机设计(y180l-6 /15kw)专业:电气工程极其自动化学号:02131107 学生姓名:刘常洲指导老师:肖倩华摘要异步电机是工农业生产中应用最广泛的电机。

高压变频器在双Y绕组同步电机中的研究应用

高压变频器在双Y绕组同步电机中的研究应用

高压变频器在双Y绕组同步电机中的研究应用摘要:文章主要对高压变频器在双Y绕组同步电机中的应用进行了研究分析,使得级联型高压变频器的拓扑结构概念更加清晰,与此同时,又通过对双Y绕组同步电机进行数学建模处理从而对其控制方法进行了探索,使用两套级联型高压变频器对双Y绕组同步电机同时供电,采用主从协同与矢量控制策略相结合的控制方法,又利用仿真及试验的方式来验证控制方法的可实用性以及应用效率的整体问题。

关键词:双Y绕组同步电机;矢量控制;双机协同引言随着工业技术的不断进步与发展,变频器正越来越广泛的运用于工业传动系统当中,利用变频器调速不仅可以显著改善电机运动性能,还可以实现整个系统的节能降耗。

近年来,多相电机以其独特的优势得到广泛认可,它不仅可以有效的消除5、7、17等次谐波,减小电机的转矩脉动,还直接增加了系统的输出功率。

但是,因其驱动要求本身的复杂性,加上多电平和高压工作的特点,其系统控制相对普通的三相电机更为复杂,目前大多局限在中压、小功率、低电平以晶闸管为代表的交交变频器系统,在高压大功率的应用方面还不多。

本文在建立双Y绕组同步电机数学模型的基础上,搭建仿真模型对其控制方法进行研究,最后在工程上使用两台H桥级联型多电平高压变频器,通过双机协同及矢量控制算法完成对一台6kV-3600kW双Y绕组高压同步电机的控制,为实现更大功率、更高电压等级的多相电机传动系统提供了理论和实验依据。

1.高压变频器的运行机理与选择方式1.1高压变频器原理高压变频器是一种基于电力半导体的通断功能来实现频率转换的控制仪器。

高压变频器本身的种类很多,根据分类方式的不同,它可以被分为很多不同的类型。

对于普通的高压变频器而言,其组成部分主要由变压器柜、功率柜和控制柜3个部分。

功率柜中间包含着3组功率单元,主要的作用是输出所需等级的电压。

给功率柜内部的功率单元提供能量的被叫做变压器柜。

此外,功率柜的功率也时刻需要不断进行整流、逆变控制和进行检测处理,这也是使用控制柜的具体原因。

浅谈中型变频电机的绕组型式

浅谈中型变频电机的绕组型式

浅谈中型变频电机的绕组型式论文关键词:低压;变频电动机;绕组型式;成型绕组论文摘要:文章根据变频电机电源的特点,分析了散下绕组、成型绕组和半成型绕组耐脉冲电压冲击功能、电气性能、制造难度、生产本钱及它们对中型低压变频电动机的实用性和可靠性的影响。

中型〔铁芯外径Ф500~Ф1000〕、低压〔380V~1140V或1650V〕一般电动机输出功率都比较大。

通常电源由交流电网供给,电压稳定,波形根本为正弦波,谐波很少,除大气过电压或开关操作过电压等事故状态外,电动机正常运转期间很少受电压波动的冲击。

其定子绕组型式,以前JBR和一些大电流曾采用成型线圈,早年380V的JS、JS2采用半成型线圈,近年来多采用散下线的迭绕或同心绕组。

如380V的Y和Y2315-355、380V~690V的IJ315-450和ILA8315-450等。

而变频电机一般由逆变器供电,电压多含高脉冲高频率谐波,文章将着重讨论中型低压变频电动机的绕组形式。

一、中型低压变频电动机电源的特点一般变频电动机多采用晶体管逆变器供电,晶体管逆变器采用高频率脉冲,脉冲升降时间很短,从而在电机绕组中产生高电压谐波,电压脉冲峰值比标准额定电压高得多,因而线圈匝间和相间以及同相线圈间的电压应力可能非常高。

有文献报导:380V电动机相间脉冲电压达1000V~1100V,相首线圈的脉冲电压达700V~900V,线圈间脉冲电压达650V~900V;500V电压的变频电动机的电压应力,相间脉冲电压达1200V~1400V,相首线圈的脉冲电压达900V~1000V,线圈间脉冲电压达8000V~1000V。

电压脉冲峰值与电动机额定电压呈正相关关系,电压脉冲在绕组线圈中传播逐渐衰减。

“Δ〞接线绕组相首相尾的匝间以及相邻相间的线圈端部,是脉冲高压的最危险受害部位。

因此,提高中型低压电动机绕组耐电压脉冲应力的问题不容无视。

二、中型低压变频电机绕组型式的评价〔一〕散下圆铜线绕组由于圆铜线散下绕组结构简单、下线工艺传统化;散下线绕组端部短、用铜少、电阻和漏抗小;与散下线相配套的半闭口槽槽口相对较小,对降低齿谐波幅值、均衡气隙磁尝改善电机性能、降低温升、提高出力等有利,所以一般中型低压的普通电机经常采用,一些小功率变频电机也采用圆铜线散下绕组。

交流电机端部绕组仿真研究现状及展望

交流电机端部绕组仿真研究现状及展望

交流电机端部绕组仿真研究现状及展望【摘要】:交流电机结构简单、可靠,在工业生产中得到广泛应用,交流电机在运行过程中,定子绕组端部在电磁力的作用下会发生振动、变形现象,严重时会造成绝缘磨损、绕组断裂。

本文综述了目前交流电机端部场的研究方法和现状,分析了各类研究方法的特点,为以后准确计算交流电机绕组电磁力和应力、应变做了一个探索性工作,为交流电机的设计、制造、运行、维护提供有益的指导。

【关键词】:交流电机、端部绕组、电磁力交流电机是基于气隙旋转磁场产生电磁转矩,从而实现能量转换,电力系统中,同步发电机将机械能转换为电能,感应电机将电能转换为机械能。

交流电机在运行过程中定子绕组在槽内和端部会受到电磁力的作用。

对于大中型电机,电磁力会造成端部绕组变形、振动、绝缘破损甚至断路。

所以在研究电机理论和运行问题,在进行电机结构设计时,准确的分析和计算端部绕组电磁力以及其引起的应力、应变对电机的安全可靠运行有重要意义。

在传统研究中,对电机端部绕组电磁力的计算主要是通过解析法得出,但是解析法计算的时候具备一定的局限性,因为当模型结构比较复杂时,解析法的计算就存在误差。

随着计算机技术的发展,人们开始采用数值计算方法对绕组端部电磁力进行分析,但主要是利用静态分析方法计算端部绕组承受的电磁力,分析结果并不准确、全面,难以对结构设计提出有效的指导方向。

交流电机端部绕组的电磁力计算及由此产生的应力、应变问题一直没有被很好的解决。

要明确交流电机端部绕组在电磁力作用下的应力、应变,需要计算出电磁力密度在绕组内的分布,而磁场分布又是计算电磁力的前提。

电机绕组内的交变电流在电机端部产生交变电磁场,通电导体在电磁场内会受到力。

绕组在电磁力的作用下其结构会产生应力、应变。

因此电磁场的分析是应力场分析的前提。

1.电机端部绕组电磁场研究的典型方法麦克斯韦方程组是电磁场问题的理论基础。

在实际的研究方法中,对不同频率、不同波长的电磁波往往有不同的研究方法。

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中大型三相交流电动机下线工序的改进中大型三相交流电动机下线工序的改进前言三相交流电动机在国家经济建设中占有很大的比重,在各行各业中都有使用,我公司作为中大型电动机生产的骨干企业,市场占有率占国内同行业的20%。

产品质量的好坏决定着企业的发展空间,电机最核心的部位是线圈,如何下好线将决定电机产品质量的好坏。

电机产品是一种比较传统的产业,现在下线还是采用比较传统的方法,我在平时的工作中勤于思考,总结了一些方法,使下线的速度加快而且质量比用老方法时有显著的提高。

目录一、下线过程中遇到的问题二、故障原因三、怎样解决在生产过程中出现的问题多种多样,如何避免问题的发生成为我们需要注意的问题一、下线过程中遇到的问题1:下完线打入槽楔时木棰把绝缘刮坏2:电机下完线浸完漆后测温元件出现故障,无法测量读数3:下完线测量三相电阻时电阻不平衡4:电机打压试验时电机破压时无法找到5:4极电机并联环破压6:磁极线圈套装完打压破压7:无法查找电机破压点一、故障原因1:电机下完线需要打槽楔时传统的方法是用木棰直接敲打,由于使用木棰敲打槽楔的力不平衡,结果把槽楔折掉或打入时木棰把线圈绝缘打破,造成电机试验或运行时破压。

2:由于测温元件本身的质量,在下完线电机浸漆后测温元件无法读取数值,给电机以后的运行监测造成隐患3:下完线后由于线圈本身的铜线不合格或匝间短路等问题,造成测量的三相电阻不平衡,阻值误差超过5‰。

4:电机下完线打压时电机破压且无法发现破压点,原因可能是匝间破压或线圈内部绝缘击穿,使人眼无法观察到5:4极电机线圈接线端部需要安装并联环,由于并联环是由铜棍弯成且硬度比较大,外面包扎绝缘,往线圈支架上安时能把绝缘刮坏,造成并联环与支架之间放电,击穿绝缘,使电机不能正常工作。

6:大功率四极或六极同步电动机的磁极线圈很重,重量为90~160Kg。

磁极一般与磁轭锻成一体,统称为磁轭铁芯,磁轭铁芯与轴过盈配合,磁极线圈套在磁轭上,磁极线圈上面是极靴,通过螺栓把极靴把紧在磁轭上,以此固定住磁极线圈。

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中型变频电机的绕组型式
摘要:文章根据变频电机电源的特点,分析了散下绕组、成型绕组和半成型绕组耐脉冲电压冲击功能、电气性能、制造难度、生产成本及它们对中型低压变频电动机的实用性和可靠性的影响。

关键词:低压;变频电动机;绕组型式;成型绕组
中型(铁芯外径ф500~ф1000)、低压(380v~1140v或1650v)一般电动机输出功率都比较大。

通常电源由交流电网供给,电压稳定,波形基本为正弦波,谐波很少,除大气过电压或开关操作过电压等事故状态外,电动机正常运转期间很少受电压波动的冲击。

其定子绕组型式,以前jbr和一些大电流曾采用成型线圈,早年380v 的js、js2采用半成型线圈,近年来多采用散下线的迭绕或同心绕组。

如380v的y和y2 315-355、380v~690v的imj315-450和ila8 315-450等。

而变频电机一般由逆变器供电,电压多含高脉冲高频率谐波,文章将着重讨论中型低压变频电动机的绕组形式。

一、中型低压变频电动机电源的特点
一般变频电动机多采用晶体管逆变器供电,晶体管逆变器采用高频率脉冲,脉冲升降时间很短,从而在电机绕组中产生高电压谐波,电压脉冲峰值比标准额定电压高得多,因而线圈匝间和相间以及同相线圈间的电压应力可能非常高。

有文献报导:380v电动机相间脉冲电压达1000v~1100v,相首线圈的脉冲电压达700v~900v,线圈间脉冲电压达650v~900v;500v电压的变频电动机的电压应力,相间脉冲电压达1200v~1400v,相首线圈的脉冲电压达900v~
1000v,线圈间脉冲电压达8000v~1000v。

电压脉冲峰值与电动机额定电压呈正相关关系,电压脉冲在绕组线圈中传播逐渐衰减。

“δ”接线绕组相首相尾的匝间以及相邻相间的线圈端部,是脉冲高压的最危险受害部位。

因此,提高中型低压电动机绕组耐电压脉冲应力的问题不容忽视。

二、中型低压变频电机绕组型式的评价
(一)散下圆铜线绕组
由于圆铜线散下绕组结构简单、下线工艺传统化;散下线绕组端部短、用铜少、电阻和漏抗小;与散下线相配套的半闭口槽槽口相对较小,对降低齿谐波幅值、均衡气隙磁场、改善电机性能、降低温升、提高出力等有利,所以一般中型低压的普通电机经常采用,一些小功率变频电机也采用圆铜线散下绕组。

因电动机功率大、电源电压低、电流很大,线圈导线并绕根数多达70多根,匝数少至2~3匝,匝间工作电压高。

如采用2级漆包圆铜线线制作线圈,因漆包线或多或少都存在一些小针孔,加上制造工艺的损伤,匝间工作电压高和散下在槽内的线圈首匝与末匝相碰的机遇较多,匝间进行耐压试验或运行一段时间后发现一些电机发生匝间短路故障。

即使采用3级漆包线(所谓变频电机专用线),绝缘层加大了导线的安全距离,但漆层的小孔仍难以杜绝,加厚的漆层在制造期间易变脆,使用期间出现老化变得越来越脆,容易产生危险的裂纹。

当浸渍漆填充不好的气隙、针孔或后发生的裂纹处就很可能在高频
脉冲电压下发生放电甚至局部出现电晕,使线圈绝缘加速老化、击穿或烧毁,降低了中型低压变频电动机的可靠性。

绕组的过早损坏将缩短中型低压变频电机的寿命,有的运行一、二年,甚至几个月就出现损坏。

(二)成型绕组
成型绕组一般是用扁线绕绕制,经涨型、整型、压型、包绝缘等工序,一根扁线的截面积比散下绕组一根φ1.5~φ1.6圆线的截面积大得多,因而导体的并绕根数也少得多,导线绝缘占槽面积少;扁线的4个圆角所空的面积比并绕多根圆线四角所空的面积少得多,槽的有效填充系数高。

成型绕组扁线排列比散下绕组的圆线整齐,杜绝首匝碰末匝或隔匝相邻的现象,匝间绝缘容易保证,相首相尾线圈加强匝间绝缘也容易做到。

槽内上下层线圈和绕组端部的线圈之间和相间都有一定的间隙,绝缘容易保证。

因此,成型绕组是提高变频电动机耐电压脉冲应力最好的绕组型式之一。

但是,成型绕组的端部较长,用铜量多,电阻电抗大,铜耗大。

与成型绕组配套的开口槽对气隙磁场的均匀分布影响较大,使齿谐波幅值增大,附加铁耗高,电动机效率较低。

开口槽的卡氏系数大,加大了有效气隙长度,导致功率因数不高,铁芯长,用铁量大。

总之,电动机性能相对较差,制造成本较高。

(三)半成型绕组配套半开口槽或小半开口槽
半成型绕组是指一个槽内每层一般并排放置两个半线圈,每半个线圈用扁线绕制,经涨型、整形、压型、定型(包扎固定或加包
一层绝缘)等工序,主绝缘象散下线一样放置在槽内。

扁线并绕的根数也比圆线少得多,槽的有效填充系数也挺高,导线排列也很整齐,也没有首匝末匝相碰或隔匝相邻的现象,匝间绝缘得以保证,相首相末加强匝间绝缘也容易实现,上下层线圈和绕组端部以及相间也有一定间隙,完全可以提高变频电动机耐电压脉冲的能力。

半成型绕组端部较散下绕组长,但比成型绕组短,槽口宽度在壮半闭口与开口槽之间,铁芯长也在两者之间,用铜量、用铁量、铜耗、铁耗、电动机效率、功率因数和电动机制造成本也都在两面三刀者之间。

三、结论
从以上对比分析得知,虽然成型绕组对提高耐电压脉冲应力最好甚至功能过剩,但其铜铁用量大、成本高。

而散下绕组虽然制造成本低、电机性能较好,但存在耐电压脉冲功能不足的致命弱点,使电机可靠性差、寿命短。

综合电动机性能、温升、生产难易程度、成本、特别是耐电压脉冲的能力和可靠程度等方面,半成型绕组的功能综合对比不失为中型低压变频电动机的最佳选择。

实际生产中,有些电动机生产商在额定电压690v、额定频率
50hz、功率范围为110~1400kw的h355-560变频调速电机中,就采用半成型绕组,生产了许多规格,并取得了良好效果。

参考文献
[1]y.shibuya,等.冲击电压及反复作用下绕组绝缘的恶化[j].国外大电机,1995,(2).
[2]李振宇,等.变频电动机的绝缘结构[j].防爆电机,2002,(4).
[3]胡文华.浅变频电机导线变损的原因[j].防爆电机,2002,(2).。

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