浅谈高压绕线转子电机结构优化设计.docx

浅谈高压绕线转子电机结构优化设计 刘立国++王洋摘 要：对于YR和YRKK高压绕线转子电机来说，属于一类常用的驱动设备该类电机的转子外部能够串入水阻柜或频敏电阻器，优化电机的起动性能在压缩机、磨煤机以及风机等设备的驱动当中YR和YRKK高压绕线转子电机得到广泛应用但是，从现状来看，高压绕线转子电机结构仍存在一些问题本文在分析高压绕线转子电机结构设计潜在问题的基础上，进一步对高压绕线转子电机结构优化设计方法进行探究，以期提高高压绕线转子电机的应用效果关键词：高压绕线转子；电机结构；优化设计：TM302 ：A ：1671-2064（2017）03-0166-01在压缩机、风机、水泵设备以及磨煤机当中，YR和YRKK高压绕线转子电机具备很高的应用价值从目前来看，高压变频电机能够替代YR电机和YRKK电机，然而由于高压变频电机需要花费很高的成本，所以普遍愿意接受YR电机和YRKK电机因此，便有必要在认清这两类电机在结构设计存在的不足的基础上，进而采取有效优化设计方法1 轉子引接线问题分析及优化设计1.1 转子引接线问题绕线转子电机的转子绕组使用的是TMR铜排线圈，做好转子线圈嵌线之后，转子引线电缆跨越轴承之后和滑环连接好。

一般所使用的方法为[1]：在电机内部的转子引出线部位的轴上钻斜孔，然后在滑环端轴心位置打出一定长度轴向的轴心孔，使之与斜孔相连通转子引线电缆先经过轴上斜孔，再经轴心孔到达滑环引线端，然后和滑环接线柱相互连接此方法经常会出现的问题：（1）未能将转子线圈到斜孔之间的电缆固定完好，在离心的作用下，电缆易窜动，情况严重时会造成电缆磨损破压、电缆与转子线圈的引线端焊接开裂断路2）对于轴上的斜孔和轴心孔交汇位置尖角很难得到有效处理，容易导致电缆经常划伤3）处于轴心孔内的电缆未能得到固定完好，当电机起动和高速旋转的情况下，电缆会出现移位、形变或缠绕等问题4）因为没有保护好电缆伸出轴孔位置，导致电缆经常受到摩擦，最终造成电缆损伤问题1.2 优化设计方法鉴于上述出现的问题在设计时可采用如下方法进行优化：（1）在引线电缆进入斜孔位置的前端轴上增加卡子，卡子用螺钉固定在轴上，卡子位置的电缆绕包涤纶玻璃毡进行保护，如引线电缆每相一根采用一个一字型卡子，两根则采用V字型卡子用三个螺栓固定2）在斜孔位置的电缆上套涤玻管将电缆与轴进行隔离，涤玻管较为柔软且耐磨能起动很好的保护作用3）将电缆穿完后在轴心孔内灌注满硅胶然后固化，将内部电缆完全固化且填充满轴心孔。

可以防止内部电缆的任何的移动，起到固定保护作用，同时也能起到导热效果4）在轴伸端电缆出现位置增加一个外径和长度适合的橡胶套，套上的孔尺寸和数量与转子引线电缆的尺寸和数量一致将线套穿入电缆后固定到轴孔内，起到固定和隔离防摩擦作用2 集电环-刷架问题分析及优化设计2.1 集电环-刷架问题集电环-刷架是连接转子绕组和外接电路的核心部件由于碳刷和集电环之间是采用滑动摩擦接触的形式，电机在旋转工作时，当加工、安装以及设计不够合理的情况下，便会引发刮擦、磨损、打火、温升高及破压等问题最终致使集电环被损坏主要存在以下问题[2]：（1）由于碳刷盒和滑环两者距离较近，并且固定难以调节，电机运行时刷架强度不足或安装基础高度不够引起刷架振动，刷盒还可能与滑环直接接触引起刮擦2）集电环材质和碳刷材质及弹簧压力匹配度不高一般情况下，电机碳刷材质主要是由石墨与铜制作而成的，且相配套的集电环材质是锡青铜通过反复实验发现，碳刷材质和配套的集电环相比比较硬3）在电机旋转速度过快的情况下，滑环与刷之间的接触面光洁度不够，刷为磨好，滑环的同轴度不够致使碳刷抖动，便容易出现打火、放电等问题4）集电环表面散热能力不足在电机功率较大时，转子电流也会变大，同时电机需要的碳刷增多，尤其是接触线速度较高时，系统的电气损耗和摩擦损耗功率都较大，进而致使集电环温度过高。

5）滑环结构的不合理，在积碳粉时引起短路放电造成滑环放炮2.2 优化设计方法（1）把刷架两支撑杆改进为三支撑杆，有效强化整体刷架的稳定性，使最外侧一相的刷架下垂得到有效防止同时将刷盒安装孔改进为长圆孔，确保每一个刷盒和滑环表面间的距离控制在3mm到5mm，进而使电机长期安全稳定运行得到有效保障2）还有必要对集电环材质和碳刷材质加以优化，设计时确保集电环材质和碳刷材质及弹簧压力的匹配性3）滑环装到转子上以后加工外径，确保同轴度和光洁度，同时对碳刷进行研磨使之达到标准规定要求4）并在集电环表面设置螺旋沟槽，增加冷却，消除气膜合理设计滑环的通风散热5）将滑环上用的大量的纤维管、子母扣等连接处进行密封，对滑环浸漆处理，防止碳粉的积存，同时还可以防潮可以有效的减少滑环的放电、爬电的可能3 结语综上所述，高压绕线转子电机结构需实现优化设计，主要需从两大方面着手其一，优化设计转子引接线结构；其二，优化设计集电环-碳刷结构相信在优化设计高压绕线转子电机结构的基础上，能够为电机的经济、可靠以及安全运行奠定有效基础参考文献[1]卓宁.炉水循环泵电机冷却系统设计特点[J].广西电力，2011（04）：36-38.[2]王振，景兆杰，郑安邦.高压直流输电换流阀冷却系统主循环泵电机起动方式分析[J].广东科技，2011（20）：155-156. -全文完-。