[实用新型]一种舰船用电机

说明书

本实用新型涉及一种舰船用电机。 

目前, 一般用途的电动机振动考核指标为：振动速度、振动加速度、振动位移，而舰船用三相异步电动机主要考核振动在水下的传播能力，从而减小舰船被声纳设备发现的距离。舰船用三相异步电动机的振动以振动加速度级的型式考核，直接表征振动所具有的能量及振动的传播能力。此种情况下的振动称为结构噪声。用传统电机的电磁设计方法，电机的电磁振动较大，不能够满足舰船环境的要求。 

本实用新型的目的是提供一种舰船用电机，能够降低现有舰船上使用的电机的结构噪声，减小舰船被声纳设备发现的距离。 

本实用新型采用下述技术方案： 

一种舰船用电机，所述电机为具有18个定子槽的三相异步电动机，在所述的电机内增设6个定子槽，所有的定子槽口宽度为2mm。

所述电机的转子槽型采用梨形槽、平底凸形槽或圆底凸形槽。 

所述电机采用磁性槽楔。 

所述电机的气隙长度为0.4mm。 

所述电机采用斜槽度为1.28 的“人”字形斜槽，转子中部增设短路环。 

所述电机的定子绕组中设置有均压线，电机的定子铁心内径为70mm。 

本实用新型从减小电磁激振力及避免电磁激振力的频率与电机定子铁心的固有频率相重合两个方面对现有舰船用三相异步电动机进行改进，最大限度避免或削弱由电磁激振力产生的低频振动，减小高频振动。按照在水下振动的频率越低振动传播能力越强的原理，可大幅度降低现有舰船用三相异步电动机的低频振动加速度级和总振级，从而提高舰船的静音能力，减小舰船被声纳设备发现的距离。 

图1为本实用新型所述梨形槽的结构示意图； 

图1为本实用新型所述梨形槽的结构示意图； 

图2为本实用新型所述平底凸形槽的结构示意图；

图3为本实用新型所述圆底凸形槽的结构示意图；

图4为本实用新型所述“人”字形斜槽的结构示意图；

图5为本实用新型所述设置有均压线的定子绕组的结构示意图。

本实用新型所述的舰船用电机，在现有具有18个定子槽的三相异步电动机基础上，增设6个定子槽，使得三相异步电动机共有24个定子槽，18个转子槽，能够避免或减少定转子谐波磁场，特别是一、二阶齿谐波相互耦合产生的4阶及以下的激振力，提高磁场的正弦度，减少谐波含量。所有定子槽均匀分布，定子槽口宽度为2mm，转子槽型采用如图1所示的梨形槽、如图2所示的平底凸形槽或如图3所示的圆底凸形槽。电机的定子槽楔由原有的一般槽楔改为相对磁导率在2至4.55之间的磁粉基磁性槽楔，能够减小气隙磁场的不均匀度；电机的气隙长度为0.4mm，能够降低气隙磁导，进而消弱气隙谐波磁场。 

如图4所示，电机采用斜槽度为1.28 的“人”字形斜槽，转子2中部增设短路环1，可消除2次齿谐波引起的激振力，同时消除斜槽引起的轴向磁拉力。 

 如图5所示，电机的定子绕组3中设置有均压线4，能够消除间电流不平衡引起的基频振动；电机的定子铁心内径为80mm。通过计算磁激振力的阶数、频率和同阶下定子铁心固有频率，其计算公式为：电磁激振力阶数m=μa‑μb，其中μa为定子谐波，μb为转子谐波；激振力频率f=│(ka+kb)*Z2/P*(1‑s)+2│*f1，其中ka为定子谐波次数，kb为转子谐波次数，Z2为转子槽数，P为极对数，s为转差率，f1为电源频率； 

0阶下定子铁心固有频率f_m=0=1/(πDc)* ；

1阶下定子铁心固有频率；

2阶及以上定子铁心固有频率：；

其中Dc为铁心轭平均直径，E为铁心弹性模数，ρ为铁心密度，Δ为质量附加系数，Δ=（Gt+Gw）/Gc，其中Gc为铁心轭重量，Gt为齿重量，Gw绕组部分重量，，Z1为定子槽数，ht为齿高，，St为齿部平均截面积，I为截面惯性矩，。

本实用新型所述舰船用电机磁激振力的频率为797Hz(4阶)，同阶下定子铁心固有频率为452Hz，通过将电机的铁心轭直径由75mm改为70mm，可使磁激振力的频率和同阶下定子铁心固有频率相差超过10%。通过避免电磁激振力的频率与电机定子铁心的固有频率相重合，可避免或削弱由电磁激振力产生的低频振动，减小高频振动。按照在水下振动的频率越低振动传播能力越强的原理，可大幅度降低现有舰船用三相异步电动机的低频振动加速度级和总振级，从而提高舰船的静音能力，减小舰船被声纳设备发现的距离。