大功率密度紧凑型矿用风机用电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，包括定子、转子、冷却装置；定子包括机座和有绕组定子铁心；转子包括轴和鼠笼转子；冷却装置包括导风筒、内风扇以及外风扇；机座包括机座筒，机座筒外壁设有通风道，通风道分别通过通风孔I与机座筒内腔连通，机座筒外壁上沿周向交替均布散热筋和散热管，散热管通过通风孔II与机座筒内腔连通。本发明专利技术通过全系列采用IC411管家片冷却方式，严格控制定子电流密度、转子电流密度、端环电流密度、电流倍数、转矩倍数，采用同时能承受较大轴向力及径向力的轴承结构，合理设计注排油管路等，满足煤矿风机的负载特性要求，以避免电动机温升过高、轴承损坏、注排油困难等问题。

High power density compact motor for mine fan

The invention discloses a motor high power density and compact type mine fan comprises a stator, rotor, the cooling device comprises a base and a winding stator; stator core; the rotor comprises a shaft and a squirrel cage rotor; cooling device includes air duct, inner fan and outer fan; the base comprises a base tube, a tube outer wall is provided with ventilation I, ventilation Road respectively and the base tube is communicated through the ventilation hole, base on the outer wall along the circumferential ribs and alternate uniform heat pipe, heat pipe is communicated through the ventilating hole II and base cylinder. The invention adopts IC411 chip through the whole series of Butler cooling, strictly control the stator current density, current density, rotor end ring current density, current ratio, torque ratio, the bearing structure and can bear large axial force and radial force, reasonable design of injection outlet pipe road, meet the needs of coal mine fan load characteristic requirements. In order to avoid the motor temperature rise too high, bearing damage, infusing and discharging problems.

【技术实现步骤摘要】
大功率密度紧凑型矿用风机用电动机
本专利技术涉及电动机领域，特别涉及一种大功率密度紧凑型矿用风机用电动机。
技术介绍
根据国家煤矿安全监察局煤矿事故查询系统公布的数据，近年来瓦斯事故发生总数、死亡人数、单次事故死亡人数均居煤矿各类灾害之首，可见煤矿“一通三防”任重道远，特别是通风尤为紧要。煤矿主通风机不间断地为井下输送新鲜空气，并稀释瓦斯等有毒有害气体和粉尘，是矿山井下生命安全的基本保障，煤矿主通风机用高压电机是风机的心脏，事关煤矿井下人员生命安全，电机一旦停转矿井全员必须撤离，设备非常关键。然而，由于煤矿主通风机自身的特点，使其用高压电机的运行工况非常恶劣，主要体现在以下几个方面：1.电机置于风机密闭内腔，致使环境温度过高，不利于电机冷却散热，导致绕组烧毁；2.采用直接驱动对旋叶轮，导致电机承受很大的轴向、径向两个方向的负载，且为悬臂梁受力，同时还存在在风机运行过程中气动不平衡引起的动载荷及刹车时所产生的不平衡力，导致轴承损坏；3.由于电机置于风机密闭内腔，从风机外部向电机加注润滑脂距离约有0.5～2m，需穿过风机的外筒、风道、内筒、电机风罩，同时还要考虑风机结构设计、拆装方便等因素，导致电机注排油阻力大，轴承润滑系统可靠性差。现有风机用高压隔爆型三相异步电动机YBF系列是由原来的YB系列高压隔爆型三相异步电动机派生而来，YBF系列只有400、450、560、630、710、800、900等中心高，其中400、450为管夹片结构，派生于JB/T8674-1997；560-900中心高派生于引进的西门子1MJ7结构。JB/T8674-2007颁布之后，取代了JB/T8674-1997，2010年YB系列电机(IC411)不再发生产许可证，强制淘汰，作为派生系列的YBF系列也已经落后，1MJ7系列派生的560-900系列，存在体积大、效率低的问题。同时，GB30254-2013《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》颁布之后，要求2014年9月强制实施，YBF系列已经不符合国家能效要求，需要开发新系列风机用电动机以符合国家政策。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，可满足煤矿风机的负载特性要求，以避免电动机温升过高、轴承损坏、注排油困难等问题。本专利技术的大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，包括定子、转子、冷却装置；所述定子包括机座和设置于机座内部的有绕组定子铁心；所述转子包括轴和设置在轴上的鼠笼转子，所述轴一端伸出机座外形成轴伸端，另一端位于机座的端罩内或伸出端罩外形成非轴伸端，轴伸端和非轴伸端分别通过端盖组件支撑于定子内；所述冷却装置包括导风筒、内风扇以及外风扇，所述导风筒和内风扇位于机座内，且固定在轴上，所述导风筒与内风扇连通，所述外风扇位于端罩内，且固定在轴的非轴伸端上；所述机座包括横截面为圆形的机座筒，所述机座筒上部外壁两侧对称设有外通风道，下部外壁两侧对称设有内通风道，外通风道和内通风道分别通过机座筒的壁上设有的通风孔I与机座筒内腔连通，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个散热管，所述散热管通过机座筒的壁上设有的通风孔II与机座筒内腔连通，各外通风道的外壁上均布有多个等高的散热筋I，各内通风道的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋II，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个等高的散热筋III，并与散热管交替分布，机座筒位于内通风道下方的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋IV，各散热管的下方设置有至少两个呈高矮间隔分布的散热筋V。进一步，所述端盖组件包括用于对轴支撑的轴承件和设置在机座端部用于安装轴承件的端盖，所述端盖以可拆卸的方式固定于机座端部，且端盖内外端面设置有水平垂直分布的散热筋，所述轴承件与端盖连接处设有平面隔爆面，所述端盖与机座连接处、轴承件与轴连接处分别设有圆筒隔爆面，位于轴伸端的轴承件由四点角接触球轴承和柱轴承组成，位于非轴伸端的轴承件为柱轴承。进一步，所述鼠笼转子包括转子铁心、固定于转子铁心槽内的转子导条以及固定于转子导条两端用于短路的转子端环，所述转子铁心采用高导磁且相互绝缘的硅钢片叠压而成，所述转子导条采用铝条或铜条。进一步，所述鼠笼转子的电流密度不大于2.3A/mm2，转子端环电流密度不大于1.2A/mm2，堵转电流倍数不高于6.0。进一步，所述有绕组定子铁心包括定子铁心和固定于定子铁心槽内的定子线圈，所述定子铁心采用高导磁且相互绝缘的硅钢片叠压而成，所述定子线圈采用变频电磁线绕制而成。进一步，所述有绕组定子铁心电流密度不大于2.8A/mm2，堵转转矩倍数不低于1.1，最大转矩倍数不低于2.0。进一步，所述内风扇和外风扇均为双向风扇，所述内风扇采用径向离心式结构，外风扇采用盆式离心结构。进一步，所述出线装置包括固定在机座上的接线盒支座以及固定在接线盒支座上的主接线盒和辅助接线盒，所述接线盒支座与机座的连接处、主接线盒和辅助接线盒与接线盒支座的连接处分别设有平面隔爆面；所述机座筒中部设有出线口。进一步，所述机座筒中心高为355～560mm，所述外通风道与机座筒水平中心之间的夹角为45°，所述内通风道与机座筒水平中心之间的夹角为35～50°；所述通风孔I为矩形孔，其长度为150～300mm，宽度为80～200mm；所述通风孔II为圆孔，其直径为20～42mm；所述散热管的内径为14～36mm，所述散热管下方设置有三个呈高矮间隔分布的散热筋V，其中高散热筋V为一个，高散热筋V的高度为30～60mm，矮散热筋V为两个，矮散热筋V的高度为10～30mm，矮散热筋V和高散热筋V在非轴伸端端部距离L为50～300mm；所述散热筋I的高度为20～40mm，散热筋II的高度为15～70mm，散热筋III的高度为50～90mm，散热筋IV的高度为20～70mm。进一步，所述机座筒中部外壁两侧对称设有水平加强筋，所述水平加强筋的厚度为15～30mm，高度为50～90mm；所述机座筒底部外壁设有竖直加强筋，所述竖直加强筋的厚度为15～30mm，高度为15～50mm；所述机座筒顶部设置有吊环，所述吊环的孔径为φ40～60mm，厚度为20～30mm，受力厚度为20～40mm。本专利技术的有益效果：本专利技术的大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，能够提高电机使用系数，不仅可解决带式输送机用电机功率分配不平衡引起过载问题，避免电控系统频繁报警停机或电机烧毁，又可大大提升机座的散热能力；通过减少定子线圈匝数、调整转子槽口形状，能够提高电机堵转转矩倍数和最大转矩倍数、控制堵转电流倍数，从而既可缩短电机启动时间，降低转子导条和转子端环的启动温升，减小电流冲击对绕组绝缘和转子的损伤，也可满足带式输送机频繁重载启动工况要求，能够有效减少甚至杜绝绕组烧毁、定子槽楔脱落、转子端环脱落等诸多问题，因此，能够适应煤矿带式输送机的负载特性，以避免电动机启动时间长、电机温升高、转子端环脱落或融化、槽楔脱落、定子烧毁等质量问题，提升电动机的整体性能，延长使用寿命。通过设置冷却装置，冷却装置采用内外双向风路，在控制机械损耗以及外风路风速以达到保证效率达到GB30254-2013《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》2级能效要求、控制温升的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，其特征在于：包括定子、转子、冷却装置；所述定子包括机座和设置于机座内部的有绕组定子铁心；所述转子包括轴和设置在轴上的鼠笼转子，所述轴一端伸出机座外形成轴伸端，另一端位于机座的端罩内或伸出端罩外形成非轴伸端，轴伸端和非轴伸端分别通过端盖组件支撑于定子内；所述冷却装置包括导风筒、内风扇以及外风扇，所述导风筒和内风扇位于机座内，且固定在轴上，所述导风筒与内风扇连通，所述外风扇位于端罩内，且固定在轴的非轴伸端上；所述机座包括横截面为圆形的机座筒，所述机座筒上部外壁两侧对称设有外通风道，下部外壁两侧对称设有内通风道，外通风道和内通风道分别通过机座筒的壁上设有的通风孔I与机座筒内腔连通，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个散热管，所述散热管通过机座筒的壁上设有的通风孔II与机座筒内腔连通，各外通风道的外壁上均布有多个等高的散热筋I，各内通风道的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋II，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个等高的散热筋III，并与散热管交替分布，机座筒位于内通风道下方的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋IV，各散热管的下方设置有至少两个呈高矮间隔分布的散热筋V。...

【技术特征摘要】
1.一种大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，其特征在于：包括定子、转子、冷却装置；所述定子包括机座和设置于机座内部的有绕组定子铁心；所述转子包括轴和设置在轴上的鼠笼转子，所述轴一端伸出机座外形成轴伸端，另一端位于机座的端罩内或伸出端罩外形成非轴伸端，轴伸端和非轴伸端分别通过端盖组件支撑于定子内；所述冷却装置包括导风筒、内风扇以及外风扇，所述导风筒和内风扇位于机座内，且固定在轴上，所述导风筒与内风扇连通，所述外风扇位于端罩内，且固定在轴的非轴伸端上；所述机座包括横截面为圆形的机座筒，所述机座筒上部外壁两侧对称设有外通风道，下部外壁两侧对称设有内通风道，外通风道和内通风道分别通过机座筒的壁上设有的通风孔I与机座筒内腔连通，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个散热管，所述散热管通过机座筒的壁上设有的通风孔II与机座筒内腔连通，各外通风道的外壁上均布有多个等高的散热筋I，各内通风道的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋II，所述机座筒位于内通风道上方的外壁上沿周向均布有多个等高的散热筋III，并与散热管交替分布，机座筒位于内通风道下方的外壁上分布有多个呈高矮间隔设置的散热筋IV，各散热管的下方设置有至少两个呈高矮间隔分布的散热筋V。2.根据权利要求1所述的大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，其特征在于：所述端盖组件包括用于对轴支撑的轴承件和设置在机座端部用于安装轴承件的端盖，所述端盖以可拆卸的方式固定于机座端部，且端盖内外端面设置有水平垂直分布的散热筋，所述轴承件与端盖连接处设有平面隔爆面，所述端盖与机座连接处、轴承件与轴连接处分别设有圆筒隔爆面，位于轴伸端的轴承件由四点角接触球轴承和柱轴承组成，位于非轴伸端的轴承件为柱轴承。3.根据权利要求1所述的大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，其特征在于：所述鼠笼转子包括转子铁心、固定于转子铁心槽内的转子导条以及固定于转子导条两端用于短路的转子端环，所述转子铁心采用高导磁且相互绝缘的硅钢片叠压而成，所述转子导条采用铝条或铜条。4.根据权利要求3所述的大功率密度紧凑型矿用风机用电动机，其特征在于：所述鼠笼转子的电流密度不大于2.3A/mm2，转子端环电流密度不大于1.2A/mm2，堵转电流倍数不高于6.0。5.根据权利要求1所述的大功率密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：田儒彰，吕朝帅，陈中洋，刘佩，朱妤，曹佳冉，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50