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工業(yè)領(lǐng)域，電動機節(jié)能已成為工業(yè)節(jié)能的關(guān)鍵，目前國家已將電動機能效提升作為工業(yè)節(jié)能的重點工作來抓。隨著節(jié)能減排和環(huán)境保護的雙重壓力，電動機研發(fā)和推廣已成為保障社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要手段，是我國《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的重點關(guān)注點之一。

在我國，目前符合 IEC-IE3 效率標準的電動機產(chǎn)品僅有 YE3 系列(IP55)超三相異步電動機［簡稱 YE3 系列(IP55)電動機］。由于該系列產(chǎn)品制造成本較高，在實行推廣中會大大增加企業(yè)的生產(chǎn)制造壓力。通過市場調(diào)研了解到，一部分電動機在實際運行中，其運行工況比較清潔，無特殊粉塵、異常氣體及其他有害物質(zhì)，完全可以采用防護等級為 IP23 的防護結(jié)構(gòu)。在額定功率和效率相同的情況下，該結(jié)構(gòu)擁有更好的散熱性，能有效地控制電動機的溫升，減少制造成本。在美國，NEMA 電動機就有 ODP(開啟式) 結(jié)構(gòu)和TEFC(封閉式)結(jié)構(gòu)。國外對于電動機的設(shè)計思想就是物盡其用，會根據(jù)不同的運行工況來選取適合的電動機結(jié)構(gòu)，從而合理控制電動機的制造成本。因此，針對生產(chǎn)、制造 IE3 以上效率的電動機，設(shè)計開發(fā) IP23 防護結(jié)構(gòu)的系列產(chǎn)品，是一種切實有效的降本途徑。

電機的整體通風方式是由電機旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)子兩端的風葉產(chǎn)生風壓，冷卻空氣經(jīng)由前、后端蓋底部進風口進風，通過端蓋內(nèi)側(cè)的擋風板進行引流、導風，空氣流經(jīng)繞組后進入機座的軸向通風道并由機座中間的出風口出風，如圖 2所示。

設(shè)計時，采用了 Solidworks 三維建模輔助設(shè)計和 ANSOFT 分析軟件，對通風情況進行模擬，提高通風結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。該通風結(jié)構(gòu)保證了進風不被遮擋，空氣能平順地流進電機進行熱交換，倘若改變電機的安裝結(jié)構(gòu)也能保證電機整體進風的平衡。

5． 2 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計

(1) 機座設(shè)計。在滿足電機安裝尺寸要求的前提下，為滿足 YE3 系列(IP23)電動機通風結(jié)構(gòu)的要求，經(jīng)充分考慮后決定盡可能將機座上的出風口設(shè)計到。同時，分析了 Y 系列(IP23)的機座結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)功率較小的電動機其機座出風面積要比相應端蓋的進風面積都大，去相關(guān)企業(yè)調(diào)研時也發(fā)現(xiàn)，由于鑄件工藝等問題，對于內(nèi)徑較小的機座，在運行測試時感覺機座上半部出風口的實際出風集中在出風窗口偏下的位置，且出風量也不大?？紤]到上述情況，在設(shè)計時，對小功率機座只采用兩側(cè)下部出風的結(jié)構(gòu)，簡化了機座上半部的設(shè)計;但隨著功率的增大，為保證出風量，依舊沿用機座兩側(cè)上、下部均有出風口的結(jié)構(gòu);在機座設(shè)計時還綜合考慮了剛度、鑄件變形以及滿足防護要求等多重因素。

發(fā)電機軸電壓的防范及消除措施● 設(shè)計安裝時，在位于發(fā)電機勵磁端的軸承支架與底座之間加裝絕緣墊，同時將所有油管、螺桿、螺釘?shù)炔扇〗^緣措施。

● 設(shè)計有發(fā)電機汽機側(cè)大軸的接地電刷，用于釋放汽輪機低壓段的靜電電荷，保證軸與地的電勢相同。

●   為了降低汽輪發(fā)電機組由于磁路不對稱引起的軸電壓，設(shè)計發(fā)電機時考慮了消除或減少軸電壓中的諧波分量的措施，采用全新的發(fā)電機結(jié)構(gòu)，安裝時嚴格按照廠家工藝、設(shè)計要求，防止轉(zhuǎn)子偏心。

●     為防止轉(zhuǎn)子繞組一點接地短路而產(chǎn)生軸電壓，運行時投入勵磁回路兩點接地保護裝置。

●為切斷軸電流，在勵磁機側(cè)包括發(fā)電機軸承、氫冷發(fā)電機的油密封，水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子的進出水支座和進出水管法蘭，勵磁機和副勵磁機軸承與機座的底板之間加裝絕緣墊。軸承座的緊固件和連接到軸承座的油管也要與軸承絕緣可采用雙層絕緣措施。

●   在電機設(shè)計時,避免產(chǎn)生磁路不對稱。

●   電機設(shè)計、制造和運行時,避免產(chǎn)生軸向磁通。

●   在軸上裝設(shè)接地電刷。

●   采用非磁性軸承座或附加線圈。

●   在直流電機的電樞出線端加設(shè)一個對地的旁路電容。

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