1、高壓變頻隔爆型三相異步電動機的結構設計

高壓變頻技術隔爆型三相異步電動機由定子、轉子、四軸承結構、強制風冷裝置、軸電流引出裝置、軸承液壓泵潤滑系統裝置等主要結構組成。電動機主體安裝在對旋風機主風筒的最里層，1臺對旋風機用2臺電動機(左右出線各1臺)。電動機的主要結構介紹如下:

1)電動機定、轉子鐵心。鐵心用徑向通風道隔開，分段迭成。材料采用DW360硅鋼片，使電動機的效率、功率因數都有所提高。

2)電動機定子繞組。定子線圈采用經特殊絕緣處理的變頻電動機專用電磁線(耐電暈220級)———聚酰亞胺-氟樹脂復合薄膜繞包雙玻璃絲包銅扁線。電動機每相繞組埋有2支Pt100，共6支，分為2組，一組使用，一組備用，以模擬方式輸出信號，實現繞組的溫度保護。

3)電動機轉子。轉子為鼠籠式結構。采用銅條焊接，與軸采用熱套配合，剛度好。軸由45號的圓鋼和Q235-A的筋板組焊而成，并經嚴格的退后處理和時效振動處理。

4)電動機的機座和軸承室。機座材料均采用了優質碳素鋼Q235-A，并按工藝要求焊接完后，進行了有效的退火處理。機座采用圓機座，通過機座兩壁板上的通風管散熱，并且加強機座剛度。變頻電動機，由于諧波與磁路的問題，產生軸電流很大，軸電流又對軸承的危害很大，大大縮短軸承壽命。因此需要用絕緣軸承或將軸承室絕緣以達到對軸承絕緣。軸承室零件材料采用了鑄鋼ZG230-450。保證了零件的鋼性和加工性。

5)冷卻方式。為了保證對旋風機在低轉速下有足夠的風量，電動機冷卻采用強制通風冷卻方式。強制通風用的冷卻電動機有良好的工作性能和耐用年限，該電動機采用雙法蘭不帶底腳強構，軸承采用了進口SKF軸承，并加裝了Pt100測溫傳感器。

6)軸承潤滑裝置。電動機軸承軸伸端軸承采用一盤球面調心滾子軸承，非軸伸端軸承采用三軸承同心式組合結構，軸承全部采用進口SKF軸承。軸承潤滑方式采用液壓泵站強制潤滑。軸承室防護等級達到IP54。

7)其它裝置。電動機設有空間加熱器，當電動機停機時，加熱器開始投入使用，保證電動機內部溫度高出環境溫度5℃以上，以防止電動機在停機狀態下結露。為防止產生的軸電流對軸承形成電腐蝕作用，除采用絕緣軸承室外，還加設有軸電流引出裝置，軸電流引出裝置安裝在電動機軸承的非軸伸端外蓋上，并用防護罩做保護。

2、高壓變頻技術隔爆型三相異步電動機的創新點

2.1絕緣軸承組結構應對電腐蝕

變頻器與電動機在運行過程中會產生電腐蝕現象。傳統應對軸承電腐蝕的措施的主要方法有兩種:一是選用絕緣軸承;二是選用絕緣軸承室。

但這兩種方法都存在一定問題。直接采購絕緣軸:

一是價格昂貴;

二是市場資源少，供貨周期長;

三是電機的絕緣軸承在裝配與拆卸過程中，容易將外圈涂層和內圈涂層拉壞，對軸承維護保養造成困難。如果采用絕緣軸承室，雖然它有價格不高的優點，但在使用或維護過程中容易損壞。而且一旦損壞，需要返廠采用特殊工藝進行恢復。經過多次實踐探索，一種新的絕緣軸承室被設計出來，它是在軸承的端蓋內孔與軸承套之間夾絕緣層，首先將軸承套與絕緣層采用特殊工藝固化在一起，然后與軸承端蓋內孔套起來，并在其端面用螺栓緊固。這種新型絕緣軸承室有價格不高、不易造成絕緣層損壞等優點，解決了電機軸承絕緣的難題。

2.2四軸承結構解決軸承易損問題

五陽煤礦主通風機原有電動機的軸伸端是選用了1套NU系列的短圓柱滾子軸承和1套6系列深溝球軸承，非軸伸端是1套NU系列的短圓柱滾子軸承。在電動機運行過程中，其軸伸端短圓柱滾子軸承承受絕大部分葉輪與轉子重量，6系列的深溝球軸承承受來自葉輪的軸向力，非軸伸端軸承承受剩余一小部分轉子重量。礦用大功率通風機葉輪的重量最大可達3t，葉輪的軸向力也有10～30kN。而葉輪是靠電動機軸伸懸臂支撐，葉輪的重量和撓動力常常會造成電動機軸承發生撓曲變形。

一般來講，深溝球軸承主要用于承受徑向載荷，也承受一部分軸向載荷，但承受軸向力的能力比徑向力弱。因此，五陽煤礦原有電動機的軸承的受力狀況環境比較惡劣。其次，它的電動機采用潤滑脂進行軸承潤滑，其注排油難度非常大，經常發生缺脂或注脂過量等問題，并且不容易及時發現，電動機軸承損壞率比較高。因此，設計出了一種新型的軸承組合———四軸承結構。四軸承結構為:軸伸端是1套球面向心軸承，非軸伸端兩端為球面推力軸承、中間是1套球面向心軸承。軸承結構中的這4套軸承都具有調心功能，值得特別指出的是，非軸伸端的3套軸承有1個共同的球心，這樣在調心過程中就能步調一致。

各軸承在運轉過程中，各司其職，配合完美，其軸伸端軸承承受大部分葉輪與轉子的重量，非軸伸端的球面向心軸承承受剩余部分的向力，前后兩套軸承分別承受正、反轉時的不同方向的軸向力。這套軸承的自動調心功能，很好地解決了傳統電動機存在的前后軸承的不同心問題、葉輪的重量和撓動力造成電動機軸承發生撓曲變形的問題。

2.3軸承采用稀油強制潤滑

傳統的三相交流電動機一般采用潤滑脂進行軸承潤滑，但潤滑脂使用時間過長后會失效。目前國內普遍采用的是在軸承外蓋上增設排油管裝置，但由于沒有壓力，油脂一般很難排除，如果采用加新的油脂將廢油擠出來，會造成如下問題:①通過新油脂將廢油脂排除，勢必軸承內要充滿油脂，這樣就將影響軸承散熱;②由于軸承內蓋與轉軸有一定的間隙，有很多油脂會通過此間隙進入電動機內部，覆蓋在定子線圈上，往往會導致定子繞組絕緣電阻降低，甚至造成擊穿。新設計的電動機軸承采用了稀油強制潤滑，如果要對軸承進行換油，打開排油口即可。軸承維護工作量也幾乎沒有。

3、結語

目前，五陽煤礦主通風機系統已運行近4a，系統整體狀態較為穩定。高壓變頻隔爆型三相異步電動機為五陽煤礦整個通風系統的安全穩定運行提供了強有力的技術支持，設備的整體狀態也達到了預期要求，同時系統的節能效果也較為突出。