專利名稱：內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)，尤其涉及內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)為三相交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)是細(xì)而長，便 于與透平壓縮機(jī)的直接連接和方便置于高壓筒體內(nèi)使用；其外殼表面有冷卻筋，以便于電動(dòng) 機(jī)熱量的散發(fā)；電動(dòng)機(jī)軸承的潤滑方式由高壓筒體外的注油泵注入機(jī)油與定時(shí)排油系統(tǒng)共同 工作完成電動(dòng)機(jī)軸承的潤滑；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中還使用了干燥器、電加熱器等用來干燥電動(dòng)機(jī)保 護(hù)氣體和硅膠再生的附屬設(shè)備。
但上述內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)還存在一些不足之處，它嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行 和使用壽命如電動(dòng)機(jī)繞組和線圈結(jié)構(gòu)及制作工藝不合理而影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子需要有小于1. 6mm的軸向竄動(dòng)量和較高的同軸度、同心度要求而影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。 電動(dòng)機(jī)繞組與線圈結(jié)構(gòu)及制作工藝不合理的表現(xiàn)為其一，電動(dòng)機(jī)線圈繞組的絕緣層是采用 先套管后成型的工藝制作，因繞組本體截面為矩型，在成型過程中套管套上繞組時(shí)容易弄破 套管而造成繞組的絕緣層損壞而降低了對(duì)地電阻；其二，圓形套管作絕緣層，使線圈的密封 性能降低，圓形套管與矩型繞組之間存在容易積聚油膩、污垢的容腔，也會(huì)嚴(yán)重降低對(duì)地電 阻；其三，繞組與繞組之間，繞組與線圈之間，上層繞組與下層繞組之間的連接處均無連接 頭和隔離間距，其相間與匝間無散熱空間和安全隔離間距，容易導(dǎo)致相間和匝間絕緣電阻對(duì) 零而燒毀電動(dòng)機(jī)；再有，線圈繞組的絕緣層采用圓形F4管制作，導(dǎo)致維護(hù)、維修均不方便； 其四，繞組端頭的連接采用錫焊焊接，錫焊焊縫有如下不足之處①焊縫焊接不牢固，在電 機(jī)啟動(dòng)時(shí)，因啟動(dòng)電流的強(qiáng)力沖擊易松焊，造成電動(dòng)機(jī)燒毀；②焊縫虛焊，使線圈繞組連接 頭的接觸面積減小，造成接觸不良、發(fā)熱、脫焊，導(dǎo)致最后燒毀電動(dòng)機(jī)；③焊縫耐高溫性差 至三相直流電阻不平衡，引發(fā)其他設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，其傳統(tǒng)處理方法是采用大變壓器與電動(dòng) 機(jī)配套使用，導(dǎo)致既浪費(fèi)能源又增加了成本；其五，電動(dòng)機(jī)殼體較長，加工誤差大，軸向竄 動(dòng)與同軸度、同心度無法滿足運(yùn)行要求；而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)量和較高的同軸度、同心 度要求表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因透平壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)需要給電動(dòng)機(jī)選定合適的軸承，使電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)軸軸向有少量的竄動(dòng)，在偶合時(shí)一定要按電動(dòng)機(jī)檢測時(shí)的磁場中心參數(shù)進(jìn)行聯(lián)接。安裝時(shí)， 電動(dòng)機(jī)和透平壓縮機(jī)的偶合須在平臺(tái)上進(jìn)行，而且應(yīng)與實(shí)際安裝方式相同，并正確檢查兩軸的同軸度和同心度。所以對(duì)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子的配合精度要求較高。至此，前述的這些缺陷會(huì) 嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命和生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容
針対上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，它既使用壽命 長又生產(chǎn)效率高還運(yùn)行安全可靠，維護(hù)、使用方便，制造工藝簡單且不需投入大型專用加工 設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 一種內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，它主要包括殼體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵
芯、定子鐵芯和線圈，所述線圈的上、下層繞組之間的連接處設(shè)連接頭和隔離間距s。
為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施是
隔離間距S為8 15mra。 繞組的外層設(shè)置耐高溫耐腐蝕絕緣固化層。
連接頭的連接固定焊縫是由氬弧焊焊接組成。焊縫的焊接溫度不低于1S0(TC。 殼體上的各配合孔D1、 D2、 D3及軸向端面H1、 H2與端蓋和轉(zhuǎn)軸配合安裝后的同軸度和 同心度均《0.03mm。殼體上的各配合孔D1、 D2、 D3及軸向端面H1、 H2與端蓋和轉(zhuǎn)軸配合安 裝后的軸向間隙《1.5mm。殼體上的各配合孔D1、 D2、 D3和軸向端面H1、 H2均是使用鏜桿刀 加工。
本發(fā)明采用于線圈的上、下層繞組之間的連接處設(shè)連接頭和隔離間距S及使用氬弧焊焊 接和采用鏜桿刀加工殼體各配合孔與軸向端面的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用 電動(dòng)機(jī)的使用壽命短、運(yùn)行穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低和維護(hù)、維修不方便的缺陷。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果
(I )在線圈的上、下層繞組之間的連接處增設(shè)連接頭和隔離間距S，增加了相間線圈 層間的散熱空間和線圈層間的安全隔離間距，使線圈及繞組的連接結(jié)構(gòu)更簡單'、科學(xué)，加工 更容易，成本更低，安裝、維護(hù)更方便，從而有效防止了電動(dòng)機(jī)相間發(fā)熱、短路現(xiàn)象的頻繁 發(fā)生。
(II) 繞組的外層設(shè)置耐高溫耐腐蝕絕緣固化層，并采用先成型后包帶的處理工藝，其 包帶采用高溫溶解固化技術(shù)，既保證了絕緣固化層的完好率在100%又使絕緣包帶與銅質(zhì)導(dǎo)體 溶為一體便于高溫施焊，從而消除了傳統(tǒng)線圈及繞組的絕緣層內(nèi)即繞組導(dǎo)體外部套管內(nèi)易積 聚油污和空氣，使電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中絕緣電阻容易下降的缺陷。
(III) 在線圈的上、下層繞組之間連接處設(shè)置連接頭，并使用氬弧焊焊接工藝的連接固 定焊縫，使焊縫的焊接溫度不低于180(TC，從而實(shí)現(xiàn)了耐高溫耐腐蝕連接焊縫，因此、在高溫高腐蝕環(huán)境中不容易松焊，它既保證了三相直流電阻的平衡又保證了其他運(yùn)行設(shè)備不受影 響，故系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，電動(dòng)機(jī)使用壽命明顯延長。
(IV) 殼體上的各配合孔Dl、 D2、 D3與端蓋和轉(zhuǎn)軸配合安裝后的同軸度和同心度《 0.03mm，有效減少了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的震動(dòng)，顯著降低了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行燥聲。
(V) 殼體上的各配合孔D1、 D2、 D3及軸向端面H1、 H2與端蓋和轉(zhuǎn)軸配合安裝后的軸 向間隙《1.5mm,軸承使用壽命延長，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率提高。
(VI) 殼體上的各配合孔D1、 D2、 D3及軸向端面H1、 H2均使用鏜桿刀加工，既保證了 電動(dòng)機(jī)安裝精度要求又節(jié)約了昂貴的專用設(shè)備投資。
它適合于化工行業(yè)中特別是18萬噸合成氨和30萬噸尿素企業(yè)的生產(chǎn)用設(shè)備。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)的主視圖。 圖2為本發(fā)明中轉(zhuǎn)軸與殼體及端蓋相互配合安裝的主視圖。 圖3為本發(fā)明中殼體上各配合安裝處的加工示意圖。 圖4為本發(fā)明中半波線圈及繞組連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4中線圈上、下層繞組之間的連接頭、繞組外部絕緣固化層的I處局部放大示意圖。
圖6為圖4中線圈上、下層繞組之間的連接頭、連接焊縫、隔離間距S位置的J處局部 放大示意圖。
圖7為本發(fā)明中繞組的連接展開示意圖。
圖中1、殼體，2、轉(zhuǎn)軸，3、轉(zhuǎn)子鐵芯，4、定子鐵芯，5、線圈，6、繞組，7、連接 頭，8、隔離間距S， 9、絕緣固化層，10、焊縫，11、配合孔D1、 D2、 D3， 12、端蓋，13、 軸向端面H1、 H2， 14、鏜桿刀。
具體實(shí)施例方式
參看附圖， 一種內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，它主要包括殼體l、轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子鐵芯3、 定子鐵芯4和線圈5，尤其在線圈5的上、下層繞組6之間的連接處設(shè)置連接頭7和隔離間 距S8。當(dāng)繞組6的側(cè)端用連接頭7連接固定后，嵌入定子鐵芯4磁槽內(nèi)各線圈5上下層之間 的隔離間距S就以轉(zhuǎn)軸為中心自然形成了環(huán)形間距區(qū)，該環(huán)形間距區(qū)的隔離間距S為8 15mm， S大小的確定與定子繞組的節(jié)距設(shè)置有關(guān)，環(huán)形間距區(qū)使線圈5上下層繞組6之間有散熱空 間，使繞組6的連接結(jié)構(gòu)更簡單、科學(xué)，可有效防止電動(dòng)機(jī)相間發(fā)熱、短路和絕緣電阻擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。
為了解決長期存在于線圈5及繞組6外部絕緣處理采用套管隔離結(jié)構(gòu)及處理工藝，至導(dǎo) 體外部套管內(nèi)易積聚油污和空氣而使絕緣電阻下降，和線圈5及繞組6連接處因錫焊工藝導(dǎo) 致電動(dòng)機(jī)線圈5及繞組6連接處焊縫及整個(gè)絕緣層均不適應(yīng)耐高溫耐腐蝕工作環(huán)境的難題， 本發(fā)明采取如下技術(shù)措施
參看附圖，對(duì)定子線圈5的絕緣處理，各繞組6外層設(shè)置耐高溫耐腐蝕絕緣固化層9， 采用將繞組6先成型后包帶的處理工藝，包帶纏繞后用高溫溶解成固化層，使絕緣包帶與銅 質(zhì)導(dǎo)體溶為一體，此工序?yàn)榫€圈5上、下層繞組6之間連接處連接頭7應(yīng)用高溫焊接作了基 礎(chǔ)保證。為了改進(jìn)焊縫10的性能，達(dá)到耐高溫的效果，本發(fā)明使用氬弧焊焊接工藝的連接固 定焊縫IO，使焊縫10的焊接溫度不低于180(TC。最后進(jìn)行防腐蝕處理，使繞組6之間的連 接頭7和線圈5外部，達(dá)到了絕緣固化層9的完好率在100%，連接焊縫10和絕緣固化層9 的性能顯著改善，使線圈5及繞組6在高溫高腐蝕環(huán)境中不容易松焊和運(yùn)行過程中的絕緣電 阻不會(huì)低于IOMQ，既保證了三相直流電阻的平衡又保證了其他運(yùn)行設(shè)備不受影響，實(shí)現(xiàn)了 系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，電動(dòng)機(jī)使用壽命明顯延長，生產(chǎn)效率大幅提升的極佳效果。
由附圖所示，轉(zhuǎn)子鐵芯3裝于轉(zhuǎn)軸2上并與定子鐵芯4經(jīng)端蓋12安裝于殼體1內(nèi)，為了 達(dá)到各配合孔11Dl、 D2、 D3及軸向端面13H1、 H2與端蓋12和轉(zhuǎn)軸2配合安裝后的同軸度和 同心度小于等于0.03mm (《0.03mm)的要求，以及殼體1上的各配合孔11DK D2、 D3及軸 向端面13H1、 H2與端蓋12和轉(zhuǎn)軸2配合安裝后的軸向間隙小于等于1.5mm (《1.5mm)的要 求，它們均與殼體l的各配合孔11D1、 D2、 D3和各軸向端面13H1、 H2處適配并使用鏜桿刀 14加工，以確保配合安裝后的同軸度、同心度和軸向間隙均達(dá)到精度的控制要求。
圖7是本發(fā)明定子槽數(shù)為48槽三相雙層短節(jié)距繞組6的連接展開圖。
總之，上述技術(shù)措施使電動(dòng)機(jī)與透平壓縮機(jī)的聯(lián)動(dòng)性能更平穩(wěn)、可靠，消除了聯(lián)動(dòng)時(shí)的 燥聲，改善了軸承運(yùn)行環(huán)境，擴(kuò)大了轉(zhuǎn)子鐵芯3與定子鐵芯4之間的散熱空間，延長了軸承 的使用壽命，降低了設(shè)備維護(hù)成本，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置式循環(huán)透平壓縮機(jī)一年以上運(yùn)行時(shí)間再 進(jìn)行檢修的高效率運(yùn)行和長壽命運(yùn)行(電動(dòng)機(jī)一般運(yùn)行4000小時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢修，更換軸承)，
大大減少了檢修成本，更是保證了機(jī)組的長周期運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率。 本發(fā)明電動(dòng)機(jī)配套的透平循環(huán)壓縮機(jī)的工作原理
電動(dòng)機(jī)與透平壓縮機(jī)聯(lián)接后置于高壓筒體內(nèi)，透平壓縮機(jī)為多級(jí)離心式，其工作原理與 一般離心式透平壓縮機(jī)相同。級(jí)數(shù)的選擇取決于氣體狀態(tài)和循環(huán)系統(tǒng)中的壓差。透平壓縮機(jī) 在設(shè)計(jì)時(shí)，葉輪級(jí)數(shù)有一定的備用量，用戶可根據(jù)所需壓差大小而增減葉輪級(jí)數(shù)。本發(fā)明電動(dòng)機(jī)配套的透平循環(huán)壓縮機(jī)的基本參數(shù)(680KW)
設(shè)計(jì)流量
進(jìn)口壓力
出口壓力
葉輪級(jí)數(shù)
保護(hù)氣流量-
軸承溫度
最小輸出量-
升降壓速度
電動(dòng)機(jī)功率
電壓 電流 轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)絕緣 電加熱器功率 電加熱器電壓 電加熱器出口溫度:
620m3/h 29. 4MPa 32MPa 13級(jí)
400—500m3/h 《65° C 》50%
0. 6MPa/min 680KW 380V 1154A 2970轉(zhuǎn)/分 》0. 5MQ 20KW 220V
200—250° C
本發(fā)明電動(dòng)機(jī)配套的透平循環(huán)壓縮機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)-
1、 電源的電壓、頻率應(yīng)符合一般三相異步電動(dòng)機(jī)的使用要求。 循環(huán)氣入口溫度小于40。 C，含氫量大于56%。
保護(hù)氣電動(dòng)機(jī)入口溫度在5—10° C，含氫量大于62%，進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的保護(hù)氣入口壓力 必須高于運(yùn)行中的循環(huán)氣吸入壓力，其壓力應(yīng)在l一2Mpa之間，如高于上值時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)潤 滑系統(tǒng)的進(jìn)油量適當(dāng)增加。不論何種系統(tǒng)二者壓差應(yīng)在5Mpa以下。
2、 開車前的準(zhǔn)備
A 、關(guān)閉透平壓縮機(jī)的出口閥，打開系統(tǒng)保護(hù)氣閥門，通過電動(dòng)機(jī)向透平機(jī)組內(nèi)充壓， 直到機(jī)組內(nèi)壓力與系統(tǒng)內(nèi)壓力平衡，處于操作壓力。
B、 開啟注油泵，向軸承油路中注油。
C、 電動(dòng)機(jī)冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于3MQ。
D、 檢查相序正確。
E、 保護(hù)氣符合要求。3、 起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)，起動(dòng)后方可對(duì)透平壓縮機(jī)的出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4、 運(yùn)行監(jiān)視，包括電壓、電流、功率、絕緣電阻、潤滑油和保護(hù)氣的供應(yīng)及各種溫度、 壓力、流量的記錄。
5、 停車，電動(dòng)機(jī)應(yīng)在帶負(fù)荷下停車；保護(hù)氣以每分鐘2.5Mpa卸壓。
6、 制造好的全新電動(dòng)機(jī)在常溫下絕緣電阻應(yīng)大于100MQ以上，因電動(dòng)機(jī)長期存放其絕 緣電阻低于10MQ時(shí)，被認(rèn)為已受潮，需進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的干燥。
7、 電動(dòng)機(jī)的干燥，略。
8、 電動(dòng)機(jī)按運(yùn)行要求應(yīng)進(jìn)行檢修、更換軸承。 本發(fā)明內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)的使用特別說明
1、 電動(dòng)機(jī)應(yīng)在規(guī)定的條件下運(yùn)行，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。
2、 電動(dòng)機(jī)在筒體外做空載試驗(yàn)，各部位的溫升很快，因此，試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間不宜超過一 小時(shí)，如其它原因需延長時(shí)應(yīng)采取冷卻措施。'
以上僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可對(duì)此 作出各種修改和變換。例如，繞組的側(cè)端設(shè)置連接頭，并使用鏜桿刀加工殼體上的各配合孔 Dl、 D2、 D3及軸向端面Hl、 H2的工藝的修改和變換。然而，類似的這種變換和修改均屬于 本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
8
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，它主要包括殼體(1)、轉(zhuǎn)軸(2)、轉(zhuǎn)子鐵芯(3)、定子鐵芯(4)和線圈(5)，其特征在于所述線圈(5)的上、下層繞組(6)之間的連接處設(shè)連接頭(7)和隔離間距S(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于隔離間距S(8)為8 15mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于繞組(6)的外層設(shè) 置耐高溫耐腐蝕絕緣固化層(9)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于連接頭(7)的連接 固定焊縫(10)是由氬弧焊焊接組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于焊縫(10)的焊接溫 度不低于1800'C
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于殼體(1)上的各配 合孔(11) Dl、 D2、 D3及軸向端面(13) Hl、 H2與端蓋(12)和轉(zhuǎn)軸(2)配合安裝后的同 軸度和同心度均《0. 03mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于殼體(1)上的各配 合孔(11) Dl、 D2、 D3及軸向端面(13) Hl、 H2與端蓋(12)和轉(zhuǎn)軸(2)配合安裝后的軸 向間隙《1.5mm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6、 7所述的內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其特征在于殼體(1)上的各 配合孔(11) Dl、 D2、 D3和軸向端面(13) Hl、 H2均是使用鏜桿刀(14)加工。
全文摘要
一種內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)，它主要包括殼體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯和線圈，其線圈的上、下層繞組之間的連接處設(shè)連接頭和隔離間距S。它采用于線圈的上、下層繞組之間的連接處設(shè)連接頭和隔離間距S及使用氬弧焊焊接和采用鏜桿刀加工殼體各配合孔與軸向端面的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有內(nèi)置式循環(huán)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)的使用壽命短、運(yùn)行穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低和維護(hù)、維修不方便的缺陷。它適合于化工行業(yè)中特別是18萬噸合成氨和30萬噸尿素企業(yè)的生產(chǎn)用設(shè)備。
文檔編號(hào)H02K3/04GK101453140SQ20081014327
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者郭正華 申請(qǐng)人:湘潭市金陽電機(jī)修制有限責(zé)任公司