YB3系列是YB2系列的更新換代產品,具有體積小、重量輕、外形美觀、運行安全可靠、壽命長、性能優良、安裝使用維修方便的特點。
YB3系列高效、節能環保型電動機
根據國傢標準GB 18613—2006《中小型三相異步電動機能效限制定值及能效等級》規定,2011年7月1日後,中小型電動機能效必須符合GB18613—2006中規定的2級效率等級,相當於歐盟標準的EFF1效率。YB2系列電動機能效等級為3級,因此該系列電動機兩年後將全部被淘汰近年來,歐美工業發達國傢對節約能源及環境保護非常關註。電動機受電氣傳動中帶動負載機械做功的同時也耗用大量的電能,因此提高電機的運行效率對節能意義重大。
我國加入WTO以後,電機行業麵臨著國際社會的巨大競爭壓力和挑戰。從國際和國內發展趨勢來看,開發高效率電動機是非常必要的,並且中小型電機行業的“十五”規劃已將開發中國高效電機提上瞭日程,這也是我們追趕國際先進水平和引領行業進步的需要。
一、技術特點
YB3系列低壓隔爆型三相異步電動機是在現代化工業中發展起來的最新型高效、環保、節能型產品。外型上美觀,結構上兼顧標準化、系列化、通用化,使企業能在基本系列的基礎上派生出各個行業部門需要的產品,便於國際接軌,即按最大限度滿足目前國內用戶及出口的要求。
YB3不僅滿足GB 18613—2006中的2級效率要求,並同時兼顧國際標準IEC 60034—30中IE2效率指標。
1、電磁設計特點
鐵心疊片選擇高牌號、低損耗電工鋼片可降低渦流損耗,通過加長鐵心降低磁通密度也可以減少鐵心損耗;定子繞組多用銅,增加定子繞組的截麵,以降低繞組電阻和減少損耗;采用較大的轉子導條,增加轉子導條截麵尺寸,以降低導條電阻和繞組損耗。
2、結構設計特點
機座和端蓋均采用優質耐腐蝕鑄鐵制造,帶底腳鑄鐵機座和鑄鐵端蓋,在正常和嚴酷工作制運行狀態下有良好的強度和抗震性;轉子:鑄鋁轉子的轉子導條、端環和冷卻風葉為一整體,表麵經防腐處理,轉子和軸裝配後,經動平衡以保證振動噪聲低,運行可靠;優化槽型設計,可達到較高轉矩、低溫升和低噪聲;優化風扇設計,降低由於空氣流動引起的風摩耗及噪聲級;軸承用真空脫氣鋼制造,高質量、溫度范圍寬的防銹油脂,使軸承具備最小摩擦損耗和較長的運行壽命;驅動軸伸上有模註氯丁橡膠或鋼擋圈,防止潮氣和灰塵進入軸承室。
二、關鍵技術
1、降低定子銅耗的措施
在中小型電機中定子繞組銅損耗Pcu1(W)約占總損耗的40%,主要為滿載時定子繞組在運行溫度下的電阻損耗。定子繞組損耗計算公式為
Pcu1=I12R1
定子銅耗在中小型電機損耗中占有相當大的比例,故而如何降低定子銅耗,對提高電動機的效率非常關鍵。降低定子銅耗就是降低定子電阻R1、定子電流I1;定子電阻R1=ρL/S,故降低定子電阻就是通過縮短線圈長度L、加大每圈導線截麵S和降低導線電阻率ρ來實現,具體措施如下:a.提高槽滿率,縮短繞組端部長度。據東芝公司統計,增加槽滿率3%,壓縮端部長20%,可提高效率1% 左右。這就要求我們在線圈的繞制、嵌線具備較高工藝手段,另外對定子的疊片質量也有較高的要求,要嚴格保證槽形尺寸,保證疊片齊整。b.減薄絕緣,提高槽利用率。我公司的低壓槽絕緣平均厚度為0.35 mm,而國外多數廠傢已經將低壓槽絕緣減薄到0.2 mm,目前我國0.2 mm的槽絕緣耐壓
水平已能滿足要求,而加厚槽絕緣的作用是為瞭防止槽形不齊、毛刺而損傷絕緣。因此減薄絕緣要求定子槽形必須整齊、無毛刺。c.降低電磁線的電阻率。可采用新材料或低溫升設計。
2、降低轉子鋁耗的措施
轉子損耗PA12(W)約占總損耗的25%,計算公式為
PA12=I22R2
采用大截麵積的轉子槽形和加大端環截麵;提高鋁的純度,如選用純度99.7% 鋁;降低轉子電阻;另外,對用實測雜耗方法來測效率的電機,低溫升也是降低定、轉子損耗的一種方法。
3、降低鐵耗的措施
中小型電機中鐵心損耗PFe(w)占總損耗的20%,由交變主磁通在定子或轉子鐵心(分別計算)中產生的磁滯損耗和渦流損耗組成。正常運轉時,異步電機轉子的磁通變化頻率很低,轉子鐵心損耗可以忽略不計。鐵心損耗估算公式為
PFe=KP1.0/50B2(f/50)1.3~1.5Gfe
式中,P1.0/50—鐵心材料在頻率50 Hz、磁密1T時的單位損耗,W·kg-1;B—鐵心平均磁密,T;f—磁通交變頻率,Hz;GFe—鐵心重量,kg;K—修正系數。K是考慮鐵心材料經沖片、剪切加工及齒部或軛部磁通密度分佈不均、氣隙磁通非正弦性使損耗的增加進行修正的經驗系數。
降低鐵耗可采取如下措施:a.采用低損耗的優質冷軋矽鋼片,采用較薄矽鋼片,減少電機的渦流損耗;b.調整槽形,選用合理的磁密,減少基波鐵損耗;c.增加鐵心長,用較多的矽鋼片,減少磁密度來降低損耗。d.提高疊片質量,減少沖裁應力,減少齒外漲,保證矽鋼片表麵的絕緣層,沖片無毛刺或除沖片的毛刺。
鐵心制造工藝對鐵耗的影響主要表現在:
電機沖片都是用沖孔工藝制造的。冷軋矽鋼片具有高導磁、低損耗的優點,但經沖剪加工後,沿沖剪分離線的邊緣由於塑性變形引起瞭內部應力的積聚和物理性能的變化,會導致冷軋矽鋼片的導磁性能降低、鐵耗增加,這對充分利用冷軋矽鋼片的優良導磁性能帶來瞭不利因素。對高效率電機的設計來說,高導磁、低損耗的導磁材料是高效率電機的設計基礎。尤其在高效率電機制造中,降低損耗(鐵耗)、提高磁感應強度將是高效率電機設計成敗的關鍵。
恢復冷軋矽鋼片在沖剪後的高導磁、低損耗性能,消除冷軋矽鋼片沖剪時因塑性變形引起的沖剪應力,可選擇合適的退火處理工藝。
冷軋矽鋼片退火工藝最關鍵的工藝參數為退火溫度,退火溫度不宜選得太高,以能恢復到原磁性能水平為限。退火溫度偏高會使矽鋼片表麵絕緣塗層燒壞並變形。而退火時間是指爐溫達到設定退火溫度後的保溫時間,一般為沖片均勻熱透所需的時間。為瞭防止在加熱過程和冷卻過程中,由於熱應力導致沖片變形,必須將加熱速度和冷卻速度控制在低於50℃/h。退火設備的加熱方式應從沖片側麵加熱,且每隔10 cm用1 cm厚的專用架子將沖片隔開。
4、降低機械耗的措施
機械損耗Pfω(W)約占總損耗的5%,包括風扇及通風系統的損耗,電機轉子表麵即冷卻介質的摩擦損耗、軸承摩擦損耗、密封圈摩擦損耗等。風摩損耗的產生與電機轉速、通風方式、風扇形式、風扇外徑、轉子外徑、軸承類型、潤滑特性、機械加工精度及裝配質量等有關。
a.選用與電機轉數相匹配的高效風扇及合理風路,按東芝公司對132S-4及200L-4的分析對比,減小風扇外徑,可減少風摩耗30%,提高效率0.3%。我們現有的封閉外扇冷式電機,采用正反向葉片
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