煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机的制作方法

本发明涉及电动机领域，特别涉及一种煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机。

背景技术：

带式输送机是现代煤矿关键的输送工具，其可靠性直接影响煤矿行业的发展和效益。然而，近年来配套带式输送机的高压电机却在山西、宁夏、内蒙古等大型矿山频频出现电机启动时间长、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。从煤矿带式输送机的使用工况出发，主要原因为以下几点：

1.与地面工厂环境相比，煤矿井下环境恶劣，湿度大(87％～100％)、粉尘浓度高(50～100mg/m³)，有的甚至有渗水的情况，对电机性能提出了更高的要求；

2.根据大型带式输送机长距离、高带速、大功率的特点，要求电机功率很大，但是为了降低单机大容量电机对电网的冲击影响，带式输送机在设计时均采用多机驱动，在实际应用中就存在电机功率不平衡的问题；

3.从采掘工作面运输出来的煤炭常伴有矸石、铁料、木棒等，为保证输送系统运行安全需要将电机停机检出，另外由于带式输送机控制系统故障原因，也要经常停机，这就造成带式输送机电机的频繁重载启动。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机，可满足煤矿带式输送机的负载特性要求，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。

本发明的煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机，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。

进一步，所述机座采用ic411冷却方式，机座外圆周上设置有若干渐变式散热片。

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。

进一步，所述轴承件由深沟球轴承和柱轴承组成。

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2.0a/mm²，转子端环电流密度不大于1.1a/mm²，堵转电流倍数不高于5.5。

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2.3a/mm²，堵转转矩倍数不低于1.2，最大转矩倍数不低于2.5。

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，所述机座外壁上设置有出线装置，所述出线装置包括固定在机座上的辅助接线盒、接线盒支座以及固定在接线盒支座外部的主接线盒，所述机座与辅助接线盒和接线盒支座的连接处、主接线盒与接线盒支座的连接处分别设有止口隔爆面。

本发明的有益效果：本发明的煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机，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，又可在电机表面堆积潮湿带粘度粉尘降低机壳散热能力的情况下，控制电机温升；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。同时采用变频电磁线及变频绝缘体系以满足变频器供电需求。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，满足带式输送机用电机多机驱动应急呼唤的通用要求。因此本发明能够很好的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。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1的侧视图，如图所示：本实施例的煤矿带式输送机用高压隔爆型三相异步电动机，包括定子、转子、冷却装置；所述定子包括机座4和设置于机座4内部的有绕组定子铁心；所述转子包括轴1和设置在轴1上的鼠笼转子，所述轴1一端伸出机座4外形成轴伸端，另一端位于机座4的端罩14内形成非轴伸端，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10、内风扇11以及外风扇13，所述导风筒10和内风扇11位于机座4内，且固定在轴1上，所述导风筒10与内风扇11连通，所述外风扇13位于端罩14内，且固定在轴1的非轴伸端上，通过轴1将鼠笼转子所产生的电磁转矩传递到电动机所拖动的负载，即输出机械能。

本实施例中，所述机座4采用ic411冷却方式，机座4外圆周上设置有若干渐变式散热片，散热效果好。

本实施例中，所述端盖组件包括用于对轴1支撑的轴承件(轴伸端轴承件2、非轴伸端轴承件15)和设置在机座4端部用于安装轴承件的端盖(轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12)，所述端盖(轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12)以可拆卸的方式固定于机座4端部，且端盖(轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12)内外端面设置有水平垂直分布的散热筋，以增加散热面积，提高整体散热能力，所述轴承件(轴伸端轴承件2、非轴伸端轴承件15)与端盖(轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12)连接处设有平面隔爆面，所述端盖(轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12)与机座4连接处、轴承件(轴伸端轴承件2、非轴伸端轴承件15)与轴1连接处分别设有圆筒隔爆面，本实施例的轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12分别通过螺栓固定在机座4两端，轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12与机座4的连接处分别设有圆筒隔爆面，所有隔爆面均符合gb3836.2-2010exdⅰ要求。。

本实施例中，所述轴承件由深沟球轴承和柱轴承组成，其中深沟球轴承既可承受轴向力又可承受径向力，柱轴承则单独承受径向力。本实施例的轴伸端轴承件2、非轴伸端轴承件15分别通过螺栓与所对应的端盖安装固定，以支撑轴1平稳自如旋转，并与轴伸端端盖3、非轴伸端端盖12一起作用确定鼠笼转子的轴向定位，确保定子铁心6、转子铁心7轴向对齐，除了可减少轴向磁拉力之外，还可充分利用有效铁心原材料；同时该种轴承组合结构更适用于产生较大轴向力的风机负载，减少轴承故障，保证电机长期可靠运行。

本实施例中，所述鼠笼转子包括转子铁心7、固定于转子铁心7槽内的转子导条8以及固定于转子导条8两端用于短路的转子端环9，所述转子铁心7采用高导磁且相互绝缘的硅钢片叠压而成，所述转子导条8采用铝条或铜条，本实施例的转子导条8浇注或嵌入转子铁心7的槽内，鼠笼转子能够在有绕组定子铁心产生的旋转磁场下感应电动势，并产生电磁转矩，实现由电能转化为机械能。

本实施例中，所述鼠笼转子的电流密度不大于2.0a/mm²，转子端环9电流密度不大于1.1a/mm²，堵转电流倍数不高于5.5，通过调整转子冲片槽口尺寸，控制堵转电流倍数不高于5.5。

本实施例中，所述有绕组定子铁心包括定子铁心6和固定于定子铁心6槽内的定子线圈5，所述定子铁心6采用高导磁且相互绝缘的硅钢片叠压而成，所述定子线圈5采用变频电磁线绕制而成，本实施例的定子线圈5嵌于定子铁心6的槽内，定子线圈5按星形或三角形连接并通过三相交流电源产生旋转磁场，其绝缘体系采用耐热、耐潮、耐冲击绝缘体系统，本实施例的定子线圈5采用聚酰亚胺薄膜-氟46符合薄膜绕包铜扁线，绝缘系统采用h级聚酰亚胺薄膜粉云母带，6kv半叠包5层，10kv半叠包8层，采用2640-2w低阻带、热缩性0.15x20中阻带、热缩性0.15x20高阻带各半叠包1层，采用h级无溶剂浸渍树脂vpi浸漆，满足变频器脉冲电源的使用要求，并设置有定子绕组加热器，根据电机体积不同，加热器功率为400～800w，以避免电机绕组受潮损坏。

本实施例中，所述有绕组定子铁心电流密度不大于2.3a/mm²，堵转转矩倍数不低于1.2，最大转矩倍数不低于2.5，通过减少定子线圈5匝数，控制堵转转矩倍数不低于1.1，最大转矩倍数不低于2.5。

本实施例中，所述内风扇11和外风扇13均为双向风扇，所述内风扇11采用径向离心式结构，通过轴1带动旋转形成内风路供电机内部冷却；外风扇13采用盆式离心结构，通过轴1带动旋转形成外风路供电机表面冷却。本实施例的端罩14安装在电动机非轴伸端，用于外风路进风及导风作用；内风扇11、外风扇13与导风筒10、端罩14一起构成电动机的冷却装置，冷却风速和机械损耗按下表控制，并考虑低频运行时其风速满足电机散热需求。

本实施例中，所述机座4外壁上设置有出线装置，所述出线装置包括固定在机座4上的辅助接线盒17、接线盒支座16以及固定在接线盒支座16外部的主接线盒18，所述机座4与辅助接线盒17和接线盒支座16的连接处、主接线盒18与接线盒支座16的连接处分别设有止口隔爆面，本实施例的辅助接线盒17通过螺栓与机座4安装，用于轴承、有绕组定子铁心温度监控和加热器供电；主接线盒18通过螺栓与接线盒支座16安装，用于通入三相交流电源；主接线盒18与接线盒支座16连接处的外形和安装孔排布均设计成圆形结构，主接线盒18可以在360°范围内每隔一定角度(最小10°)灵活调整出线方向；所有隔爆面均符合gb3836.2-2010exdⅰ要求。

本实施例中外壳零部件之间采用圆筒、止口配合设计，提高外壳防护等级，一方面是为了防止水进入电机机壳内部，导致电机绝缘电阻下降、老化的问题，另一方面是防止粉尘进入电机机壳内部。圆筒形的设计使得接线盒任意方向旋转以调整出线口方向更加方便。

本实施例中通过调整定子线圈5匝数n，定子铁心6、转子铁心7长度l，定转子槽型，转子端环9形状等电磁参数降低电机温升，提高过载能力及启动性能，合理分配铁耗、铜耗，优化内风扇11、外风扇13降低机械损耗，提高效率。合理设计定转子，使其固有频率避开变频范围，避免电机运行引起共振。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。