高速高效率分子泵电机设计跟研究探究资料.pdfVIP

维普资讯 高速高效率分子泵电机设计与研究 ? 何 毅 (国投南光有限公司 成都610062) 鄂峻膺 (成都金石电子工程公司 成都610065) 摘要：本文分析了高速电机的损耗及效率，研究了分子泵的运行特性，从提高电机效 率及满足分子泵的要求出发，讲座了电机的设计方法及工艺措施。 关键词：分子泵，损耗，效率，变频器 一 、 概述 、 分子泵是近年发展迅速的真空获得产品，为了提高压缩比及抽速，其旋转 部分一 涡轮以高速运行，转速高达 15000rpm 90000rpm，小泵转速高，大泵 i 转速低。驱动涡轮旋转的一般为高速异步电机，也有用高速无刷直流电动机。 f 由于涡轮的转动惯量大，受涡轮叶片的强度及刚度限制，分子泵必须从低速到 高速缓慢起动，为此高速异步电机驱动 电源为变频调速器。 本公司以前采用某公司的高速异步电机，经测试其效率特低，仅为 33％左 右，温升高，起动慢，严重影响了分子泵的寿命及质量，失去了竞争力。针对 ’ 这一问题，笔者设计了一个系列的高速异步电机，效率提高一倍多，泵的运行 特性明显改善，温升降低，起动迅速。 本系列电机共三个机座号，即60，84，120，转速从 15000rpm到60000rpm。 · 变频器供电驱动。 二、电机的损耗分析与效率 · 与普通异步电动机相比，分子泵高速电机的损耗要大，其主要原因有二：1) 电机的供电频率高，在 250HZ．1500HZ，电机的铁损及铜损显著增加，机械磨 控损耗也增加很快。2)电机由变频器供 电，变频器输出的电压中含大量的高次 。 谐波，使电机的铁损及铜损增加加剧。 ．1． F585~07 维普资讯 l、电机的铁损 按文献 l给出电机比铁损表达式： V = + (△)]() wk／g ㈩ 式中：6H、6广 表明软磁硅钢片磁滞损耗与涡流损耗的材料常数，它与硅 钢片的厚度，成分及加工工艺有关。△一硅钢片的厚度，inn1；f_ 电机的工作 频率：B—硅钢片中的磁通密度。 从式中可看出，比铁损随着频率的升高及磁通密度的增大而增加。 (1)式中给出的是基本铁损，铁损中另一部分为附加损耗，它包括定转子 开槽引起的损耗，定子高次磁场谐波引起的损耗，定转子表面因磨削造成磁短 路产生的表面损耗，定子供电中高次谐波引起的损耗，变频器供电中高次谐波 是引起该损耗的主要原因，这些损耗很难用表达式精确表达出来，但作为定性 研究，都与供电频率及磁通密度有关，其影响与表达式 (1)给出的趋势是一致 的。 铁损包括定子铁损与转子铁损，基本铁耗定子 占主要部分，在附加铁损中 转子铁损所占比例有所增加。 2、电机的铜损 ◆ 异步电机的等值电路图如图 1所示： ，； (籍 图 1 异步电机等值电路 电机的铜损为： (2) 该式从表面上与普通异步电机的铜损表达式没什么区别，作为高速