一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机的制作方法

1.本实用新型涉及三相异步电动机技术领域，具体涉及一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机。


背景技术：

2.三相异步电动机运行时会产生电磁波，其辐射、传导的电磁波将影响各种电子、电气设备的正常工作。尤其是在舰船等特种设备设施上使用的电动机，电磁波将使办公用以及军事的通信设备、自动控制及计算机系统遭受电磁干扰的影响。因此，一种可屏蔽电磁干扰、满足了舰船等特种设备设施上电动机的节能与安全使用要求的三相异步电动机则非常重要。
3.在专利cn201810471953.4中，公开了一种电机及用于电机的电磁干扰防护装置。该电机包括：一基座、一轴管、一定子、一转子及一电路板，该轴管包括一第一导电部及一第二导电部，该定子具有一硅钢片组，该硅钢片组设置于该轴管且电连接该第一导电部，该转子可旋转地设置于该轴管，该电路板具有一导接部及一接地部，该导接部电连接该第二导电部，该接地部电连接该导接部。藉此，该专利的电机及该电磁干扰防护装置，可防止邻近电机的相关电子元件或装置遭受电磁干扰，以提升电磁干扰的防护效果。
4.在专利cn201510334961.0中，公开了一种电动汽车驱动电动机的电磁场屏蔽系统，该电动汽车驱动电动机的电磁场屏蔽系统在外层屏蔽体和驱动电动机之间安装的多个电源浪涌保护器和信号线、控制线路保护器吸收和卸载了电动机电磁场在电源线和信号线上感应出的电流，使之无法穿透屏蔽体形成新的强电磁场，达到了电动汽车驱动电动机0.6米范围内磁场强度＜0.4μt的医学标准，有了这种无电磁场辐射的电动汽车驱动电机后，可以长时间在0.6米范围内的驾驶员位置驾驶和乘坐电动汽车。有了这种无磁辐射的电动汽车驱动电机后，可以大力推广电动汽车，取代现有的以汽油和柴油为燃料汽车，使世界的环境污染得到根本治理。
5.在专利cn201610310598.3中，公开了一种电动汽车电机控制器的屏蔽外部电磁脉冲攻击系统，在电机控制器的外层屏蔽体内部安装的信号线、控制线路保护器、第一电源浪涌保护器、第二电源浪涌保护器和第三电源浪涌保护器吸收了外部电磁场在屏蔽体上、信号线上、第一电源线上和第二电源线上上、冷却液进口和冷却液出口上感应出的电流，使余下的电流无法感应出新的强大地电磁场攻击电机控制器，达到了屏蔽外部电磁场保护电机控制器的目的，保护了电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，冷却液体降温系统可以使电动汽车大负载下运行电动汽车电机控制器温度不变，上述技术可以保护电动汽车电机控制器按设计要求运行。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机。本实用新型在高效率三相异步电动机的基础上，设计了可屏蔽电磁干扰
的不锈钢金属外壳，其中，电动机端盖、机座、轴承、接线盒、风罩等部件均选用不导磁的奥氏体型不锈钢022cr17ni12mo2，根据工艺试验评定方案，选用特殊不锈钢焊条及保护气体，将各零部件组焊并精加工至设计要求。为保证电动机性能，主轴在铁芯本体段采用常规碳钢材料，两端轴伸段外圆堆焊不锈钢。电动机引线选用带屏蔽电缆联接电源。有效解决了三相异步电动机运行时产生电磁波对周边设备的干扰和影响，满足了舰船等特种设备设施上电动机的节能与安全使用要求。
7.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
8.一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机，包括定子、转子和金属外壳，其中：
9.所述金属外壳由电动机端盖、机座、轴承和接线盒焊接而成；
10.所述转子安装在主轴上；所述主轴设置在机座内；
11.所述主轴的两端均设有轴承，所述机座的两端均设有电动机端盖；
12.所述轴承和电动机端盖之间设有波形弹簧片；
13.所述主轴和电动机端盖之间还设有密封圈；
14.所述主轴的一端安装有风扇，所述风扇外设有风罩，所述风罩与电动机端盖通过螺栓连接固定；
15.所述电动机端盖、机座、轴承、接线盒和风罩均采用不导磁材料制成；
16.所述机座为圆筒结构，所述机座的底部设有支架，所述机座的外壁的圆周上设有多个散热筋；所述机座的一侧还设有接线盒；
17.所述定子的导条截面积为5.3-6.5mm2；
18.所述转子的导条截面积为130-150mm2；
19.绕组端部长度为80-85mm，采用同心式绕组；
20.铁芯长度为150-170mm，从而降低定子和转子的绕组损耗；
21.选择三圆为φ265-275/φ150-160/φ55-65mm；
22.气隙不小于0.85mm，槽配合为36/28，槽型选择为：定子梨形槽，转子刀形槽；
23.选择转子重量不超过28kg；
24.轴承选型为6309-2rz/c3；
25.选择冷却方式为ic411，非传动端轴上自带风扇，使风扇、机座散热面等与电机散热性能相匹配，从而减小通风损耗。
26.可选或优选地，所述主轴处于机座内的一段采用常规碳钢材料制成，所述主轴处于机座外的两段外圆堆焊不锈钢。
27.可选或优选地，所述接线盒内的电动机引线选用带屏蔽电缆连接电源，确保了电磁屏蔽的连续性。
28.可选或优选地，所述电动机端盖与机座、接线盒等连接的接缝处均为止口配合，并设有密封胶，同样能确保电磁屏蔽的连续性。
29.可选或优选地，所述电动机端盖、机座、轴承、接线盒和风罩均采用022cr17ni12mo2奥氏体型不锈钢制成。
30.基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
31.本实用新型提供的一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机，适用于在舰船等特种设备设施上使用。本实用新型通过对转子、定子和风路的特别设计，提高了三相异步电
动机的效率，通过在电动机外设置可屏蔽电磁干扰的不锈钢金属外壳，有效解决了三相异步电动机运行时产生电磁波对周边设备的干扰和影响，满足了舰船等特种设备设施上电动机的节能与安全使用要求。其有益效果具体包括：
32.1.采用先进有限元计算仿真分析手段，对电机损耗进行精准分析，优化对比，合理选择三圆、槽配合、节距和槽型，以改善磁路分布，降低定子铁耗；
33.2.优化电机内外部风路设计，减小风阻，使风扇、机座散热面等与电机散热性能相匹配，从而减小通风损耗；
34.3.减小转子重量，合理地进行轴承选型，从而减少轴承摩擦损耗；
35.4.通过增大导条截面积、减小绕组端部长度、减小节距、缩短铁芯长度等措施降低定子和转子绕组损耗；
36.5.通过选择合适的槽配合、加大气隙、转子斜槽、转子表面酸洗、采用闭口槽等措施降低总杂散损耗；
37.6.本实用新型的电动机端盖、机座、接线盒、风罩等部件均选用不导磁的奥氏体型不锈钢022cr17ni12mo2制成，提供了一种可屏蔽电磁干扰的不锈钢金属外壳；
38.7. 本实用新型的主轴在铁芯本体段采用常规碳钢材料，两端轴伸段外圆堆焊不锈钢，电动机引线选用带屏蔽层电缆线联接电源，电动机端盖与机座、接线盒等联接的接缝处均为止口配合，并有密封胶，确保了电磁屏蔽的连续性；
39.8. 本实用新型具备防电磁干扰能力的高效三相异步电动机使用方便，成本相对合理，满足批量生产需要；
40.9. 本实用新型的电动机结构比较简便，操作劳动强度低，利用现有的自动焊接、数控加工等技术，可大规模推广应用，可创造较大的经济效益和社会效益。
41.本实用新型的电动机主轴焊接方法，包括以下步骤：
42.s1、对主轴隔磁部位预热至100℃；
43.s2、用直径为1.2mm的不锈钢焊丝e309，对主轴隔磁部位进行堆焊，电流为130～240a，电压为28～34v，堆焊时要求分段对称进行堆焊，堆焊过程中注意控制层间温度不超过200℃，保护气体为纯二氧化碳，气体纯度＞99.8%；
44.s3、堆焊完工后立即采用石棉布将堆焊部位包裹，待其缓慢冷却至常温后拆掉石棉布；
45.s4、对主轴进行退火处理释放应力退火处理的工艺参数：保温温度610℃
±
10℃，保温时间120min。
附图说明
46.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
47.图1 为本实用新型的结构示意图（半剖图）；
48.图2为本实用新型的机座的结构示意图（左视图）；
49.图3为本实用新型的主轴的结构示意图；
50.图中：1-密封圈，2-波形弹簧片，3-轴承，4-电动机端盖，5-定子，6-吊环螺钉，7-转子，8-风罩，9-风扇，10-接线盒，11-散热筋。
具体实施方式
51.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
52.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.实施例1：
54.如图1-图3所示：
55.本实用新型提供了一种具备防电磁干扰能力的三相异步电动机,包括定子5、转子7和金属外壳，其中：
56.所述金属外壳由电动机端盖4、机座、轴承3和接线盒10焊接而成；
57.所述转子7安装在主轴上；所述主轴设置在机座内；
58.所述主轴的两端均设有轴承3，所述机座的两端均设有电动机端盖4；
59.所述轴承3和电动机端盖4之间设有波形弹簧片2；
60.所述主轴和电动机端盖4之间还设有密封圈1；
61.所述主轴的一端安装有风扇9，所述风扇9外设有风罩8，所述风罩8与电动机端盖4通过螺栓连接固定；
62.所述电动机端盖4、机座、轴承3、接线盒10和风罩8均采用不导磁材料制成；
63.所述机座为圆筒结构，所述机座的底部设有支架，所述机座的外壁的圆周上设有多个散热筋11；所述机座的一侧还设有接线盒10；
64.本实施例中，所述定子5导条截面积为5.9mm2，转子7的导条截面积为140mm2；
65.本实施例中，绕组端部长度为82mm，采用同心式绕组；铁芯长度为160mm，从而降低定子5和转子7的绕组损耗；
66.本实施例中，选择三圆为φ270/φ155/φ60mm；气隙为0.85mm；槽配合为36/28；定子梨形槽，转子刀形槽；
67.本实施例中，选择转子重量不超过28kg，轴承选型为6309-2rz/c3；
68.选择冷却方式为ic411，非传动端轴上自带高效风扇9，使风扇9、机座散热面等与电机散热性能相匹配，从而减小通风损耗。
69.本实施例中，所述主轴处于机座内的一段采用常规碳钢材料制成，所述主轴处于机座外的两段外圆堆焊不锈钢。
70.本实施例中，所述接线盒10内的电动机引线选用带屏蔽电缆连接电源。
71.本实施例中，所述电动机端盖4与机座、接线盒10等连接的接缝处均为止口配合，并设有密封胶，确保了电磁屏蔽的连续性。
72.本实施例中，所述电动机端盖4、机座、轴承3、接线盒10和风罩8均采用022cr17ni12mo2奥氏体型不锈钢制成。
73.本实施例具有以下优点：
74.1. 本实施例采用先进有限元计算仿真分析手段，对电机损耗进行精准分析，优化对比，合理选择三圆、槽配合、节距和槽型，以改善磁路分布，降低定子铁耗；
75.2. 本实施例优化电机内外部风路设计，减小风阻，使风扇、机座散热面等与电机散热性能相匹配，从而减小通风损耗；
76.3. 本实施减小转子重量，合理地进行轴承选型，从而减少轴承摩擦损耗；
77.4. 本实施例通过增大导条截面积、减小绕组端部长度、减小节距、缩短铁芯长度等措施降低定子和转子绕组损耗；
78.5. 本实施例通过选择合适的槽配合、加大气隙、转子斜槽、转子表面酸洗、采用闭口槽等措施降低总杂散损耗；
79.6. 本实施例的电动机端盖、机座、接线盒、风罩等部件均选用不导磁的奥氏体型不锈钢022cr17ni12mo2制成，提供了一种可屏蔽电磁干扰的不锈钢金属外壳；
80.7. 本实施例的主轴在铁芯本体段采用常规碳钢材料，两端轴伸段外圆堆焊不锈钢，电动机引线选用带屏蔽层电缆线联接电源，电动机端盖与机座、接线盒等联接的接缝处均为止口配合，并有密封胶，确保了电磁屏蔽的连续性；
81.8. 本实施例的具备防电磁干扰能力的高效三相异步电动机使用方便，成本相对合理，满足批量生产需要；
82.9. 本实施例的电动机结构比较简便，操作劳动强度低，利用现有的自动焊接、数控加工等技术，可大规模推广应用，可创造较大的经济效益和社会效益。
83.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。