大推力立式笼型论文三相异步电动机设计论文
摘要：在这次YLKS2500-12/173010kV大推力立式笼型三相异步电动机的设计、制造过程中，由于可借鉴的资料很少，电机承载轴向推力大，设计难度较大，该电机的设计制造成功对今后该类电机的设计有着有益的启示。
YLKS大推力立式笼型三相异步电动机用于拖动循环水泵，满足其大推力要求，提供旋转动力，并与其组成机组提供冷却水，适用于电站、水利、化工等行业，我公司研制开发了YLKS大推力立式笼型三相异步电动机产品。文章对该电机的设计与研制进行了分析，为我公司发展大型立式电机系列产品打下坚定的基础。
1.大推力立式笼型三相异步电动机的设计过程分析 1.1电磁设计
根据设计技术要求，确定电机的电磁负荷以及与电磁性能有关的有效部分的尺寸，包含电机的定转子冲片和铁心尺寸及绕组数据等，选定材料，并核算电磁性能和有关参数。定子齿部磁1.44T，轭部磁1.30T，转子齿部磁1.48T，轭部磁1.25T。定子采用双层叠绕组，定子绕组形式Y接，转子采用梯形铜排，并联支路数选为2。
1.2结构设计
YLKS2300-14/173010kV大推力立式笼型三相异步电动机，由于需要承受水泵引起向下最大500kN轴向推力，上轴承采用国内最新结构
形式的推力轴承，下轴承采用轻系列的圆柱滚动轴承，电机两侧装有空一水冷却器，主接线盒、测温、加接器接线盒在同侧。本电机主要由定子、转子、推力轴承、滚动轴承、空一水冷却器、风扇、接线盒等几大部分组成。
1.2.1定子。定子由定子铁芯、定子线圈、机座、定子测温元件、接线盒和空间加热器等部分组成，结构形式如图1所示。
（1）定子铁心。定子铁芯由优质冷轧电工钢片叠压而成，定子冲片采用扇形片，整圆共108槽，冲片叠压系数不低于0.95。
（2）定子机座。机座是需要承受扭转负荷，轴的弯曲应力和电机本身重量，而立式电机与普通的卧式电机不同，还需要承受负载水泵引起的轴向力。故设计成由底脚板及壁板组成的钢板焊接而成的箱式机座，通过对机座进行了有限元分析计算，加强了机座整体的强度，从而能够承受500kN轴向推力。
（3）定子绕组。定子绕组为双层叠绕组，材料采用自粘性双玻璃丝包双薄膜绕包铜扁线GLEMB-155/0.7-2YN，下线前定子铁芯喷整浸防晕低阻漆X871-2，下线后用环氧引拔槽楔固定，线圈按标准规定进行耐压及防电晕试验后，整个定子采用VPI真空加压浸漆工艺。
1.2.2转子。转子主要由转轴、转子铁芯、转子支架、导条、端环、内风扇等部分组成。
（1）转子支架。转子支架由支架毂、轮辐、辐板组成。为增加支架刚性和强度，在辐板与支架毂间增加了12根立筋。用双边连续
深层充填焊焊接在一起，焊后进行热处理，以便消除内应力。支架结构强度好，强度提高，可承受较大的转子重量。
（2）转轴。转轴采用45#碳素钢，轴上热套转子支架。转子支架与轴为过盈配合，热套安装，并利用平键进行支架与轴的周向定位。从而保证了支撑转子铁芯和输出机械转矩，可以将转矩传递给负载而不断裂或者弯曲变形。
（3）转子铁芯。转子铁芯采用鼠笼式结构，与我公司以前设计的大型立式电机有所不同，这次铁芯冲片采用梯形槽散形片，采用50W470硅钢片，质量好，毛刺小。
（4）铜排与端环。转子铜排装入转子铁芯后，采用风镐涨紧技术，并与端环通过BPSl00/8000中频焊机进行焊接，防止电机运转过程中造成导条断裂，焊接牢固。保证此电机安全可靠运行。
1.2.3轴承。上轴承采用上导及推力式滑动轴承，主要包括导轴瓦、推力瓦、推力头、上机架、上导轴承座、锁圈和油封等。采用一体式焊接技术，将推力轴承的上机架、上导轴承座及轴承油封装置一体式焊接，整体紧凑，通过上机架、推力瓦和机座承受轴向推力、导向瓦和下轴承调节固定转子。经有限元分析，上轴承最大位移量为0.303mm（标准0.4mm），最大应力为48MPa，小于钢的最大应力220MPa，能够承受由负载水泵引起的轴向推力500kN。
1.2.4通风系统。电机采用两端对称进风的径向通风系统。在电机转子铁芯上下两端装有两排风叶式风扇。它将电机内部热气流经过
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