电机槽楔知识

1、电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。 , a! i8 t% |) _1 V) T
绝缘的温度等级             A级      E级      B级      F级      H级      C级: r$ N7 D8 Y% s3 f
允许温度（℃）         105      120       130       155      180        >1806 K. [2 u, R" J6 I+ o7 m
绕组温升限值（K）          60       75         80       100      125     0 n( I0 E' R- H. c7 Q6 |. ?
性能参考温度（℃）         80       95         100      120      145          8 d! G. q: h! p5 d& @+ V9 r3 b

　　磁性槽楔主要降低异步电动机中的空载铁损耗，或叫空载杂散损耗和高频杂散损耗（主要是铁心脉振损耗和表面损耗）。电动机不带负载，向电机施加额定电压和额定频率下所测量的电机铁损耗，叫空载铁损耗。它由基本铁损耗和附加铁损耗组成。基本铁损耗主要是主磁通在定子铁芯齿中和定子轭中产生的磁滞涡流损耗，分别用Pt1和Pc1表示。由于电机正常运转时转子频率极低，故主磁通在转子内引起的磁滞、涡流损耗忽略不计。) a- z( o$ L. A2 V2 g& d$ G
　　空载附加铁损耗是由齿槽效应在电机内引起的谐波磁通而在定子、转子铁芯中产生的。定子、转子在铁心内感生的高频附加铁损耗称为脉振损耗。分别用Pp1和Pp2表示。另外，定子、转子齿部时而对正、时而错开，齿面齿簇磁通发生变动，可在齿面线层感生涡流，产生表面损耗。一般用Ps1表示齿谐波磁通在定子铁芯内圆表面引起的表面损耗，而用Ps2表示齿谐波磁通在转子铁芯外表面引起的表面损耗。脉振损耗和表面损耗合称高频附加损耗，它们占电机杂散损耗的70％～90％，另外的10％～30％称为负载附加损耗，是由漏磁通产生的。- k6 ~8 Y/ X* p6 m$ N
　　通过上述分析可知，电机空载铁损耗PFe0包括6部分：PFe0＝Pt1＋Pc1＋Pp1＋Pp2＋Ps1＋Ps2. D" C% r! @& a; C! b0 ^
2　异步电动机采用磁性槽楔可减少表面损耗和脉振损耗
- ^" H& |1 E* P# d1 [　　前已述及，表面损耗和脉振损耗是空载铁损耗中的主要损耗。异步电动机定子铁心内圆表面单位面积内表面损耗Ps1和转子铁芯外表面单位面积内表面损耗Ps2分别为8 b$ X8 i# v7 U& l- z9 }2 u
k1、k2—考虑铁心表面加工情况的系数，一般取k1＝1．4～1．8，　k2＝1．7～2．0；5 }  l, b7 D# w
z1、z2—定子、转子齿数或槽数；　　n—电动机转速（r／min）；
/ u, D7 E/ v" x% J+ N+ G  e　　t1、t2—定子、转子齿距（m）；
/ a" J0 Y8 u1 Z1 S8 o; sβ1、β2—与bs／δ比值有关的系数，β1考虑转子槽口宽度；β2考虑定子槽口宽度；
5 q" Q) U$ I4 W  T　　bs—槽口宽度（m）；　　　δ—气隙平均长度（m）；
  h( Z5 n' L! hkδ—等效气隙系数（或卡氏系数）；　　　Bδ—平均气隙磁通密度（T）1 |% J4 E; e( I4 i7 S' o! U& K9 o
从上式可看出，电动机槽口宽度bs越大，δ越小，表面损耗越大。
% J8 P, L& C4 S+ f% A异步电动机定子齿内的脉振损耗PP1和转子齿内的脉振损耗PP2分别为1 z$ Q  g; w; e. ?5 }% j. {5 ~
    而气隙δ又小，所以转子方面的脉振损耗很大。同时可看出，除Bcpt1、Bcpt2和卡氏系数之外，其余取决于电机的具体结构。采用磁性槽楔相当于缩小槽口宽度，削弱了齿槽效应，降低定子、转子齿内的平均磁密和卡氏系数。图2为定子开口槽采用磁性槽楔和磁性槽泥时，转子齿顶表面上的磁密或气隙磁密脉动幅值的差别。由图2可见，采用磁性槽楔的气隙磁密的脉振幅值显著减少，所以电机表面损耗减少。另外由于有一部分磁通通过磁性槽楔，所以齿中磁密降低，脉振损耗也降低。( w1 q$ l8 S0 F0 ]
3　采用磁性槽楔的节电效果2 Y7 Z2 |  Z" C! d
（1）由于电机损耗降低，电机效率可以提高；
! ~0 [5 P3 p) v# l（2）若输出功率不变，则损耗降低后，电机的输入有功功率可以降低，输入电流亦随之降低；若输入有功功率不变，则电机的输出功率可增加，也就相当于增加了电机的容量。
" ^) u/ \" X) v（3）由于磁性槽楔内部可导通一部分磁通，使气隙中磁通分布趋于均匀，故可降低电机噪声和振动，而电机振动减轻，又可延长轴承寿命。
1 a7 E' d/ S* a( b7 |（4）槽口放入磁性槽楔，其效果相当于电机有效气隙长度缩短。因此可降低励磁电流，使空载电流下降。+ T) L8 D, M5 L$ e$ @# ?& ]; g9 A- s
（5）由于电机损耗降低，电机发热量下降，所以电机温升降低，从而可延长电机使用寿命。$ B2 ?) w& G* X3 Q7 Z# T% c
　　下面举一实例。首钢动力厂给水站有一台JS138－6型，280KW，3kV高压异步电动机，每到夏季就因“发高烧”而被迫停机，影响了生产。采用磁性槽楔后，电机温度由123°C降至86°C，噪声也明显降低，保证了夏季正常运行。更换磁性槽楔前，空载输入功率P0＝13．68KW，空载电流I0＝20A，电压为3kV；更换磁性槽楔之后，测出空载输入功率P′0＝9．54KW，空载电流I′0＝18．4A，电压3kV。空载输入功率降低4．14KW，按年运行8000h，则一年节电为4．14×8000＝33120KW·h。7 z) G+ n0 G" F2 K0 X, P; ]" f
总之，应用磁性槽楔改造电机是一种较好的节电方法。