一种低效三相异步电动机的再制造方法技术

一种低效三相异步电动机的再制造方法，其特征在于，该方法的过程为：将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于电机能效提升领域。本专利技术是为了解决现有三相异步电动机效率低的问题。本专利技术所述的，将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子，即将三相异步电动机改造为内置式永磁同步电动机，使再制造后的电动机的能效级别达到IE4级；同时再制造后电动机额定负载凸极率大于1.5；再制造后电动机空载相反电动势波形总谐波失真小于7%，更利于低速和中高速的无位置传感器控制。本专利技术所述的，适用于对低效三相异步电动机进行改造。【专利说明】
本专利技术属于电机能效提升领域。
技术介绍
据统计，2012年全世界总用电量19.46万亿千瓦时，其中超过一半的电量消耗在电动机上。目前，低效异步电动机的市场保有量十分巨大。对比国际电工委员会(IEC)制定的电机能效分级标准IEC60034-30(2008)，现有异步电动机的效率普遍低于IE3甚至IE2。为了提高异步电动机能效，实现节能减排，目前较为普遍的做法是将铸铝转子用铸铜转子替代，如此可以达到IE3级能效。然而铸铜转子的工艺远较铸铝转子复杂，且价格昂贵，导致铸铜转子电机仍不普遍。而另一种做法则是将现有低效异步电动机整体淘汰，取而代之高效的永磁同步电动机，如此可以达到IE4级能效。然而该做法无法充分利用已有电动机的部件和材料，造成巨大的资源浪费，并且存在投入成本高、回报周期长等问题，难以被用户接受。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有三相异步电动机效率低的问题，现提供。，该方法的过程为:将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子。上述原有低效三相异步电动机的绕组为星接，内置式永磁转子每极包括一层永磁体层，该永磁体层上开有U型的永磁体槽，永磁体位于永磁体槽底部，转子铁心的外壁由P段偏心圆弧构成，每个U型的永磁体槽的开口处均对应一段偏心圆弧；所述偏心圆弧半径与转子半径之比在0.7?0.8之间，P为转子极数。上述原有低效三相异步电动机的绕组为星接，内置式永磁转子每极包括两层永磁体层，两层永磁体层上均开有U型的永磁体槽，永磁体位于永磁体槽底部，且两层永磁体相互平行，转子铁心的外壁由P段偏心圆弧构成，外层中每个U型的永磁体槽的开口处均对应一段偏心圆弧；所述偏心圆弧半径与转子半径之比在0.7?0.8之间，P为转子极数。上述原有低效三相异步电动机的绕组为角接，内置式永磁转子每极包括一层永磁体层，该永磁体层上开有V型的永磁体槽,永磁体位于永磁体槽底部,转子铁心的外壁呈圆形；v型永磁体槽凹点距转子外表面距离与转子半径之比在0.1?0.4之间，V形永磁体槽机械极弧角度与每极所占空间角度之比在0.6?0.8之间。上述方法还能够对原有三相异步电动机的零件进行清理或更换。本专利技术所述的，将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子，即将三相异步电动机改造为内置式永磁同步电动机，使再制造后的电动机的能效级别达到IE4级；冋时再制造后电动机额定负载凸极率大于1.5 ;再制造后电动机空载相反电动势波形总谐波失真小于7%，更利于低速和中高速的无位置传感器控制。本专利技术不仅显著改善了原有低效三相异步电动机的能效，而且还利用了原有低效三相异步电动机的零部件，从而使再制造成本低廉；同时利用内置式永磁转子的结构，使改造后的电动机便于由无位置传感器控制，省却了位置传感器，在实现变频调速提高系统效率的同时，进一步降低了系统成本，提高了可靠性，且回报周期短。本专利技术所述的，适用于对低效三相异步电动机进行改造。【专利附图】【附图说明】图1为【具体实施方式】二中单层U形内置式永磁体转子的截面图。图2为【具体实施方式】三中双层U形内置式永磁体转子的截面图。图3为【具体实施方式】四中V形内置式永磁体转子的截面图。图4为U形内置式永磁体转子空载相反电动势波形图。图5为U形内置式永磁体转子空载相反电动势波形谐波成分示意图。图6为V形内置式永磁体转子空载相反电动势波形图。图7为V形内置式永磁体转子空载相反电动势波形谐波成分示意图。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式所述的，该方法的过程为:将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子。本实施方式中，在不改变原有低效三相异步电动机定子、轴和端盖等部件的情况下，仅将原有异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子，在提升电动机能效的同时，实现变频调速和无位置传感器运行。根据IEC60034-30(2008)标准，经本专利技术再制造后的电动机的能效级别达到IE4级，相当于国标GB18613-2012的I级能效，并可通过变频调速进一步提高系统效率。采用内置式永磁转子结构提高凸极率，并结合优化设计得到的相反电动势波形，再制造后的电动机可在全速域范围内实现无位置传感器运行，从而进一步降低了系统成本，提高了可靠性。【具体实施方式】二:参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的作进一步说明，本实施方式中，所述原有低效三相异步电动机的绕组为星接，内置式永磁转子每极包括一层永磁体层，该永磁体层上开有U型的永磁体槽，永磁体位于永磁体槽底部，转子铁心的外壁由P段偏心圆弧构成，每个U型的永磁体槽的开口处均对应一段偏心圆弧；所述偏心圆弧半径与转子半径之比在0.7?0.8之间，P为转子极数。本实施方式中，对于绕组为星接的低效三相异步电动机，采用U形转子结构；永磁体深埋于转子中，并采用单层永磁体方案，实现较大的凸极率；转子铁心外圆采用偏心圆弧结构，利用不均匀气隙有效削弱各次谐波，最大程度减小除3及3的倍数次以外的空载相反电动势谐波，实现较好的相反电动势波形，如图4和图5所示。【具体实施方式】三:参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的作进一步说明，本实施方式中，所述原有低效三相异步电动机的绕组为星接，内置式永磁转子每极包括两层永磁体层，两层永磁体层上均开有U型的永磁体槽，永磁体位于永磁体槽底部，且两层永磁体相互平行，转子铁心的外壁由P段偏心圆弧构成，外层中每个U型的永磁体槽的开口处均对应一段偏心圆弧；所述偏心圆弧半径与转子半径之比在0.7?0.8之间，P为转子极数。本实施方式中，对于绕组为星接的低效三相异步电动机，采用U形转子结构；永磁体深埋于转子中，并采用双层永磁体方案，实现较大的凸极率；转子铁心外圆采用偏心圆弧结构，利用不均匀气隙有效削弱各次谐波，最大程度减小除3及3的倍数次以外的空载相反电动势谐波，实现较好的相反电动势波形，如图4和图5所示。【具体实施方式】四:参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的作进一步说明，本实施方式中，所述原有低效三相异步电动机的绕组为角接，内置式永磁转子每极包括一层永磁体层，该永磁体层上开有V型的永磁体槽，永磁体位于永磁体槽底部，转子铁心的外壁呈圆形；v型永磁体槽凹点距转子外表面距离与转子半径之比在0.1?0.4之间，V形永磁体槽机械极弧角度与每极所占空间角度之比在0.6?0.8之间。本实施方式中，对于绕组为角接的低效三相异步电动机，采用V形转子结构。其永磁体深埋于转子中，实现较大的凸极率；转子为标准圆形半径为I，通过调整磁极机械极弧角度α P，以及V形磁钢槽凹点距转子外表面距离匕，在兼顾削弱各次谐波的同时，最大程度的减小3及3的倍数次谐波和其余本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低效三相异步电动机的再制造方法，其特征在于，该方法的过程为：将原有低效三相异步电动机的异步鼠笼转子替换为内置式永磁转子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐殿国，倪荣刚，贵献国，王高林，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：