超高效550瓦2极三相异步电动机.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210251792.0	申请日：	2012.07.20
公开号：	CN102780363A	公开日：	2012.11.14
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H02K 17/14申请公布日:20121114\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H02K 17/14申请日:20120720\|\|\|公开
IPC分类号：	H02K17/14	主分类号：	H02K17/14
申请人：	重庆市乐尔佳机械有限公司
发明人：	吕三元
地址：	409000 重庆市黔江区黔永创业园（龚家坝）乐尔佳公司
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内容摘要

超高效550瓦2极三相异步电动机，包括定子和转子，由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度和冲片槽的数量、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗、转子绕组损耗和铁心损耗大大降低，在输出功率同为550瓦的前提下，本发明与现有同类产品相比，转速从2737r/min升到了2820r/min，加快了83r/min；电能总损耗量从216.3W下降到了125.6W，节能41.93%；能源转换效率从71.8%提升到了81.4%，提高了9.6%，且比国际最高等级标准高0.7%，大大提高了能量转换效率；同时，由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。

权利要求书

1：超高效 550 瓦 2 极三相异步电动机，包括定子（1）和转子（2），定子（1）包括定子铁心（4）、定子冲片槽（6）和定子扣片槽（3），转子（2）包括转子铁心（5）和转子冲片槽（7），其特征在于：所述的定子外径（12）为 12.50cm，定子内径（8）为 6.60cm，定子铁心（4）的长度为 6.30cm ；所述的定子冲片槽（6）的数量为 24 个并呈环状均匀分布，定子冲片槽（6）的槽形为斜肩圆底槽，其中槽底半径（61）为 3.75mm，槽上部深（62）为 8.38mm，槽肩高度（63）为 0.58mm，槽肩宽度（64）为 5.359mm，槽口宽度（65）为2： 20mm，槽口高度（66）为 0.50mm ；所述的定子扣片槽中心线（9）从定子冲片槽（6）的两槽中间穿过；所述的转子外径（10）为 6.56cm，转子内径（11）为 2.00cm，转子铁心（5）的长度为 6.30cm ；所述的转子冲片槽（7）的数量为 28 个并呈环状均匀分布，转子冲片槽（7）的槽形为圆顶圆底槽，其中槽口高度（71）为 0.80mm，槽顶半径（72）为 1.75mm，槽上部深为（73）为 5.00mm，槽底半径（74）为 1.25mm。

说明书

超高效 550 瓦 2 极三相异步电动机
    【技术领域】
     本发明涉及一种电动机，特别是一种超高效 550 瓦 2 极三相异步电动机。背景技术电动机自问世至今已经有近二百年历史，三相异步电动机也有一百多年历史，目前广泛地应用于各工、农、林、牧业等各行各业，以及生活的各个领域，已成为工业生产和人民生活中的必需设备，但同时也成为了生产和生活中耗能最大的电器设备，于是如何使电动机节能环保就成为了人们面前的重要课题。我国是亚洲第一大电力消耗国，也是世界上目前缺电最为严重的发展中国家，从 1992 年起我国的年发电量和用电量均居世界第二位，我国的能源短缺大多是因为能源浪费和利用不当所造成，目前我国工业能耗约占总能耗的 70%，其中电机能耗约占工业总能耗的 60%~70%，因此，电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及促进经济发展具有重要意义，根据调查，我国 IE1 （国际电机能效等级标准）等级的电动机使用量仍然占总使用量的 90% 以上，而 IE2 以上的高效节能电动机使用比例只占总使用量的 8%，能够达到 IE3 等级的超高效节能电动机的使用更是凤毛麟角；这种状况对整个社会资源产生了极大的浪费，是发展低碳经济的严重阻力，所以，研究开发高效电动机是提高能源利用率的重要措施之一，符合我国和世界经济发展的需要。
     目前我国市场上通用的是 Y2 系列三相异步电动机，这种电动机包括定子和转子两大部分，其定子铁心是由硅钢片制作的定子冲片叠压而成，冲片上有若干凹槽，凹槽内镶嵌定子绕组，转子的转轴上套装有用硅钢片制作的由转子冲片叠压而成的转子磁极，转子磁极上有转子绕组形成的闭合回路；当定子通入电流以后，产生的磁力线通过转子，并在其中产生感应电流，短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使短路环部分和未短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场；通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子旋转起来，实现电能与机械能的变换；在满负荷工况条件下，电动机的效率一般较高，通常在 80% 左右；然而，一旦负荷下降，电机的效率便随之显著下降，因为电动机选型时是按最大可能负荷和最坏工况所需的功率而定的，多数电机在大部分运行时间的负荷率都在 50% ～ 60%，所以实际运行时的效率都比较低。
     目前市场上使用的 550 瓦 2 极三相异步电动机绝大部分是 IE1 等级的，其能量转换效率为 71.3%，也有少量 IE2 等级的，其能量转换效率上升到了 75.0%，但是其节能效果仍然无法满足当前发展低碳经济的需要。
     发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种对 550 瓦 2 极三相异步电动机的定子、转子及其铁心、槽形和尺寸进行优化设计的方法，通过综合降低其运行损耗，来达到在确保输出功率为 550 瓦的前提下，更大限度地降低输入功率目的。
     为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种超高效 550 瓦 2 极三相异
     步电动机，包括定子和转子，定子包括定子铁心、定子冲片槽和定子扣片槽，转子包括转子铁心和转子冲片槽，其特征在于所述的定子外径为 12.50cm，定子内径为 6.60cm，定子铁心的长度为 6.30cm，所述的定子冲片槽的数量为 24 个并呈环状均匀分布，定子冲片槽的槽形为斜肩圆底槽，其中槽底半径为 3.75mm，槽上部深为 8.38mm，槽肩高度为 0.58mm，槽肩宽度为 5.359mm，槽口宽度为 2.20mm，槽口高度为 0.50mm，所述的定子扣片槽中心线从定子冲片槽的两槽中间穿过，所述的转子外径为 6.56cm，转子内径为 2.00cm，转子铁心的长度为 6.30cm，所述的转子冲片槽的数量为 28 个并呈环状均匀分布，转子冲片槽的槽形为圆顶圆底槽，其中槽口高度为 0.80mm，槽上部深为 5.00mm，槽顶半径为 1.75mm，槽底半径为 1.25mm。
     本发明的有益效果是由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度以及冲片槽的数量、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗只有 43.7W，转子绕组损耗只有 37.3W，铁心损耗只有 5.9W，包括杂散损耗 13.8W，机械损耗 25.0W，其能源总损耗量仅有 125.6W，而现有的 550 瓦 2 极三相异步电动机定子绕组损耗有 102.4W，转子绕组损耗有 57.1W，铁心损耗有 27.9W，包括杂散损耗 13.8W，机械损耗 15.2W，其能源总损耗量有 216.3W，本发明所需要的能源损耗量减少了 41.93%，大大节约了能源；在输出功率同为 550 瓦的前提下，现有同类产品需要的输入功率为 0.766kW，能源转换效率为 71.8%，而本发明所需的输入功率仅为 0.676kW，能源转换效率达 81.4%，提高了 9.6%，与国际电机能效等级标准的最高等级 IE3 对 550 瓦 2 极三相异步电动机的效率标准要求 80.7% 相比，能量转换效率提高了 0.7%，大大提高了能源转换效率；同时，本发明使定子相电流从 1.44A 降到了 1.14A，降低了 20.83% ；转速从 2737r/min 增加到了 2820r/min，转速 83r/min ；由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。附图说明
     图 1 为本发明超高效 550 瓦 2 极三相异步电动机的剖视结构示意图。
     图 2 为本发明定子冲片结构示意图。
     图 3 为本发明定子冲片槽结构示意图。
     图 4 为本发明转子冲片结构示意图。
     图 5 为本发明转子冲片槽结构示意图。
     图中： 1. 定子， 2. 转子， 3. 定子扣片槽， 4. 定子铁心， 5. 转子铁心， 6. 定子冲片槽， 7. 转子冲片槽， 8. 定子内径， 9. 定子扣片槽中心线， 10. 转子外径， 11. 转子内径， 12. 定子外径， 61. 槽底半径， 62. 槽上部深， 63. 槽肩高度， 64. 槽肩宽度， 65. 槽口宽度， 66. 槽口高度， 71. 槽口高度， 72. 槽顶半径， 73. 槽上部深， 74. 槽底半径。具体实施方式
     下面结合实施例对本发明作进一步说明。
     如图 1 所示，本发明包括定子 1 和转子 2 两个主要部分，基本材料、结构和制作方法与普通 550 瓦 2 极三相异步电动机相同，不同的地方是将定子外径 12 做成 12.50cm，定子内径 8 做成 6.60cm，定子冲片槽 6 的数量做成 24 个并呈环状均匀分布，定子冲片槽 6 的槽形做成斜肩圆底槽，将其中槽底半径 61 做成 3.75mm，槽上部深 62 做成 8.38mm，槽肩高度 63 做成 0.58mm，槽肩宽度 64 做成 5.359mm，槽口宽度 65 做成 2.20mm，槽口高度 66 做成 0.50mm，将定子扣片槽中心线 9 从定子冲片槽 6 的两槽中间穿过，然后组装成定子铁心 4，将定子铁心 4 的长度做成 6.30cm ；再将转子外径 10 做成 6.56cm，将转子内径 11 做成 2.00cm，将转子冲片槽 7 的数量做成 28 个并呈环状均匀分布，转子冲片槽 7 的槽形做成圆顶圆底槽，将其中槽口高度 71 做成 0.80mm，槽顶半径 72 做成 1.75mm，槽上部深 73 做成 5.00mm，槽底半径 74 做成 1.25mm，然后将转子铁心 5 的长度做成 6.30cm ；其它部分按照普通方法做成 550 瓦 2 极三相异步电动机，即完成超高效 550 瓦 2 极三相异步电动机的制作。
     经检验，本发明与现有通用的 Y2-712 型 550 瓦 2 极三相异步电动机相比较，得出对比差异如下表。
     本发明与传统的 550 瓦 2 极三相异步电动机的结构差异比较表。
     本发明与传统的 550 瓦 2 极三相异步电动机的性能差异比较表。从表上可以看出，本发明与现有通用的 Y2-712 型 550 瓦 2 极三相异步电动机相比，定子相电流从 1.44A 降到了 1.14A，降低了 20.83% ；转速从 2737r/min 增加到了 2820r/ min，转速 83r/min ；能量转换效率从 71.8% 提高到了 81.4%，与国际电机能效等级标准的最高等级 IE3 对 550 瓦 2 极三相异步电动机的效率标准要求 80.7% 相比，能量转换效率提高了 0.7%。大大提高了能量转换效率。
     本发明所需要的输入功率从 0.766kW 降到了 0.676kW，能源总损耗量从 216.3W 降到了 125.6W，减少了 41.93%，大大节约了能源。

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1、(10)申请公布号 CN 102780363 A (43)申请公布日 2012.11.14 C N 1 0 2 7 8 0 3 6 3 A *CN102780363A* (21)申请号 201210251792.0 (22)申请日 2012.07.20 H02K 17/14(2006.01) (71)申请人重庆市乐尔佳机械有限公司地址 409000 重庆市黔江区黔永创业园（龚家坝）乐尔佳公司 (72)发明人吕三元 (54) 发明名称超高效550瓦2极三相异步电动机 (57) 摘要超高效550瓦2极三相异步电动机，包括定子和转子，由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度和冲片槽的数量、。

2、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗、转子绕组损耗和铁心损耗大大降低，在输出功率同为550瓦的前提下，本发明与现有同类产品相比，转速从2737r/min 升到了2820r/min，加快了83r/min；电能总损耗量从216.3W下降到了125.6W，节能41.93%；能源转换效率从71.8%提升到了81.4%，提高了9.6%，且比国际最高等级标准高0.7%，大大提高了能量转换效率；同时，由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页说明书5页附图5页。

3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 5 页附图 5 页 1/1页 2 1.超高效550瓦2极三相异步电动机，包括定子（1）和转子（2），定子（1）包括定子铁心（4）、定子冲片槽（6）和定子扣片槽（3），转子（2）包括转子铁心（5）和转子冲片槽（7），其特征在于：所述的定子外径（12）为12.50cm，定子内径（8）为6.60cm，定子铁心（4）的长度为 6.30cm；所述的定子冲片槽（6）的数量为24个并呈环状均匀分布，定子冲片槽（6）的槽形为斜肩圆底槽，其中槽底半径（61）为3.75mm，槽上部深（62）为8.38mm，槽肩高度。

4、（63）为 0.58mm，槽肩宽度（64）为5.359mm，槽口宽度（65）为2.20mm，槽口高度（66）为0.50mm；所述的定子扣片槽中心线（9）从定子冲片槽（6）的两槽中间穿过；所述的转子外径（10）为6.56cm，转子内径（11）为2.00cm，转子铁心（5）的长度为 6.30cm；所述的转子冲片槽（7）的数量为28个并呈环状均匀分布，转子冲片槽（7）的槽形为圆顶圆底槽，其中槽口高度（71）为0.80mm，槽顶半径（72）为1.75mm，槽上部深为（73）为 5.00mm，槽底半径（74）为1.25mm。权利要求书CN 102780363 A 1/5页 3 超高效。

5、550 瓦 2 极三相异步电动机技术领域 0001 本发明涉及一种电动机，特别是一种超高效550瓦2极三相异步电动机。背景技术 0002 电动机自问世至今已经有近二百年历史，三相异步电动机也有一百多年历史，目前广泛地应用于各工、农、林、牧业等各行各业，以及生活的各个领域，已成为工业生产和人民生活中的必需设备，但同时也成为了生产和生活中耗能最大的电器设备，于是如何使电动机节能环保就成为了人们面前的重要课题。我国是亚洲第一大电力消耗国，也是世界上目前缺电最为严重的发展中国家，从1992年起我国的年发电量和用电量均居世界第二位，我国的能源短缺大多是因为能源浪费和利用不当所造成，目前我国。

6、工业能耗约占总能耗的 70%，其中电机能耗约占工业总能耗的60%70%，因此，电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及促进经济发展具有重要意义，根据调查，我国IE1（国际电机能效等级标准）等级的电动机使用量仍然占总使用量的90%以上，而IE2以上的高效节能电动机使用比例只占总使用量的8%，能够达到IE3等级的超高效节能电动机的使用更是凤毛麟角；这种状况对整个社会资源产生了极大的浪费，是发展低碳经济的严重阻力，所以，研究开发高效电动机是提高能源利用率的重要措施之一，符合我国和世界经济发展的需要。 0003 目前我国市场上通用的是Y2系列三相异步电动机，这种电动机包括定子和。

7、转子两大部分，其定子铁心是由硅钢片制作的定子冲片叠压而成，冲片上有若干凹槽，凹槽内镶嵌定子绕组，转子的转轴上套装有用硅钢片制作的由转子冲片叠压而成的转子磁极，转子磁极上有转子绕组形成的闭合回路；当定子通入电流以后，产生的磁力线通过转子，并在其中产生感应电流，短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使短路环部分和未短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场；通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子旋转起来，实现电能与机械能的变换；在满负荷工况条件下，电动机的效率一般较高，通常在80%左右；然而，。

8、一旦负荷下降，电机的效率便随之显著下降，因为电动机选型时是按最大可能负荷和最坏工况所需的功率而定的，多数电机在大部分运行时间的负荷率都在 50%60%，所以实际运行时的效率都比较低。 0004 目前市场上使用的550瓦2极三相异步电动机绝大部分是IE1等级的，其能量转换效率为71.3%，也有少量IE2等级的，其能量转换效率上升到了75.0%，但是其节能效果仍然无法满足当前发展低碳经济的需要。发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是提供一种对550瓦2极三相异步电动机的定子、转子及其铁心、槽形和尺寸进行优化设计的方法，通过综合降低其运行损耗，来达到在确保输出功率为550瓦的前提。

9、下，更大限度地降低输入功率目的。 0006 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种超高效550瓦2极三相异说明书CN 102780363 A 2/5页 4 步电动机，包括定子和转子，定子包括定子铁心、定子冲片槽和定子扣片槽，转子包括转子铁心和转子冲片槽，其特征在于所述的定子外径为12.50cm，定子内径为6.60cm，定子铁心的长度为6.30cm，所述的定子冲片槽的数量为24个并呈环状均匀分布，定子冲片槽的槽形为斜肩圆底槽，其中槽底半径为3.75mm，槽上部深为8.38mm，槽肩高度为0.58mm，槽肩宽度为5.359mm，槽口宽度为2.20mm，槽口高度为0.50mm。

10、，所述的定子扣片槽中心线从定子冲片槽的两槽中间穿过，所述的转子外径为6.56cm，转子内径为2.00cm，转子铁心的长度为6.30cm，所述的转子冲片槽的数量为28个并呈环状均匀分布，转子冲片槽的槽形为圆顶圆底槽，其中槽口高度为0.80mm，槽上部深为5.00mm，槽顶半径为1.75mm，槽底半径为 1.25mm。 0007 本发明的有益效果是由于将定子和转子的外径、内径、铁心长度以及冲片槽的数量、槽形和尺寸进行了优化合理设计，使得定子绕组损耗只有43.7W，转子绕组损耗只有37.3W，铁心损耗只有5.9W，包括杂散损耗13.8W，机械损耗25.0W，其能源总损耗量仅有125.6W。

11、，而现有的550瓦2极三相异步电动机定子绕组损耗有102.4W，转子绕组损耗有57.1W，铁心损耗有27.9W，包括杂散损耗13.8W，机械损耗15.2W，其能源总损耗量有 216.3W，本发明所需要的能源损耗量减少了41.93%，大大节约了能源；在输出功率同为550 瓦的前提下，现有同类产品需要的输入功率为0.766kW，能源转换效率为71.8%，而本发明所需的输入功率仅为0.676kW，能源转换效率达81.4%，提高了9.6%，与国际电机能效等级标准的最高等级IE3对550瓦2极三相异步电动机的效率标准要求80.7%相比，能量转换效率提高了0.7%，大大提高了能源转换效率；同时，本。

12、发明使定子相电流从1.44A降到了 1.14A，降低了20.83%；转速从2737r/min增加到了2820r/min，转速83r/min；由于将定子扣片槽中心线设计成从定子冲片槽的两槽中间穿过，削弱了气隙中的径向电磁力波，减少了电磁振动，降低了电磁噪声。附图说明 0008 图1为本发明超高效550瓦2极三相异步电动机的剖视结构示意图。 0009 图2为本发明定子冲片结构示意图。 0010 图3为本发明定子冲片槽结构示意图。 0011 图4为本发明转子冲片结构示意图。 0012 图5为本发明转子冲片槽结构示意图。 0013 图中：1.定子，2.转子，3.定子扣片槽，4.定子铁心，5.转子。

13、铁心，6.定子冲片槽， 7.转子冲片槽，8.定子内径，9.定子扣片槽中心线，10.转子外径，11.转子内径，12.定子外径，61.槽底半径，62.槽上部深，63.槽肩高度，64.槽肩宽度，65.槽口宽度，66.槽口高度，71.槽口高度，72.槽顶半径，73.槽上部深，74.槽底半径。具体实施方式 0014 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0015 如图1所示，本发明包括定子1和转子2两个主要部分，基本材料、结构和制作方法与普通550瓦2极三相异步电动机相同，不同的地方是将定子外径12做成12.50cm，定子内径8做成6.60cm，定子冲片槽6的数量做成24个并呈环状均匀分布，定。

14、子冲片槽6的槽形说明书CN 102780363 A 3/5页 5 做成斜肩圆底槽，将其中槽底半径61做成3.75mm，槽上部深62做成8.38mm，槽肩高度63做成0.58mm，槽肩宽度64做成5.359mm，槽口宽度65做成2.20mm，槽口高度66做成0.50mm，将定子扣片槽中心线9从定子冲片槽6的两槽中间穿过，然后组装成定子铁心4，将定子铁心4的长度做成6.30cm；再将转子外径10做成6.56cm，将转子内径11做成2.00cm，将转子冲片槽7的数量做成28个并呈环状均匀分布，转子冲片槽7的槽形做成圆顶圆底槽，将其中槽口高度71做成0.80mm，槽顶半径72做成1.7。

15、5mm，槽上部深73做成5.00mm，槽底半径74做成1.25mm，然后将转子铁心5的长度做成6.30cm；其它部分按照普通方法做成550 瓦2极三相异步电动机，即完成超高效550瓦2极三相异步电动机的制作。 0016 经检验，本发明与现有通用的Y2-712型550瓦2极三相异步电动机相比较，得出对比差异如下表。 0017 本发明与传统的550瓦2极三相异步电动机的结构差异比较表。说明书CN 102780363 A 4/5页 6 0018 本发明与传统的550瓦2极三相异步电动机的性能差异比较表。说明书CN 102780363 A 5/5页 7 0019 从表上可以看出，本发明。

16、与现有通用的Y2-712型550瓦2极三相异步电动机相比，定子相电流从1.44A降到了1.14A，降低了20.83%；转速从2737r/min增加到了2820r/ min，转速83r/min；能量转换效率从71.8%提高到了81.4%，与国际电机能效等级标准的最高等级IE3对550瓦2极三相异步电动机的效率标准要求80.7%相比，能量转换效率提高了0.7%。大大提高了能量转换效率。 0020 本发明所需要的输入功率从0.766kW降到了0.676kW，能源总损耗量从216.3W降到了125.6W，减少了41.93%，大大节约了能源。说明书CN 102780363 A 1/5页 8 图1 说明书附图CN 102780363 A 2/5页 9 图2 说明书附图CN 102780363 A 3/5页 10 图3 说明书附图CN 102780363 A 10 4/5页 11 图4 说明书附图CN 102780363 A 11 5/5页 12 图5 说明书附图CN 102780363 A 12 。

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