年产45万千瓦高效节能电机项目资金申请报告_(编辑修改稿)

年产45万千瓦高效节能电机项目资金申请报告_(编辑修改稿)内容摘要：

48 48 58 54 45 45 43 49 50 61 55 50 46 49 49 50 51 51 53 52 53 60 60 52 55 56 61 62 52 54 57 67 55 58 67 54 61 68 57 62 59 55 61 58 61 59 62 59 69 62 71 70 62 63 63 61 64 64 65 72 73 66 73 74 62 67 75 71 项目产品其它性能指标 项目产品主要性能：（ 1）具有更高的效率水平；（ 2）堵转转矩高；（ 3）具有较高的最大转矩和最小转矩；（ 4）留有较大的温升裕度；（ 5）具有低噪声、采取低振动的措施；（ 6）标准化、系列化和通用化程度高；（ 7）体积适中；（ 8）安装形式灵活多样；（ 9）外形美观； (10)制造工艺水平是国内最先进的，从而使产品性能达到控制；产品技术水平接近国际先进水平。 研究方案 本项目提出的研制系列高效率和特高效率三相交流异步电动机，是从电机的最优化设计（考虑性能和价格比）、材料和工艺方面进行 攻关和采取措施，如采用新一代电机优化算法及合理设计电机定、转子槽数、风扇参数、绝缘和正弦绕组等具体措施，降低电机的各类损耗，从而使效率可比目前的各系列电机提高 %～ 3%，平均提高 %。 具体： 电磁设计特点 (1)铁心叠片选用高牌号、低损耗电工钢片可降低涡流损耗； (2)合理的电磁设计，以增加定子绕组的截面，以降低绕组电阻和减少损耗； (3)采用较大的转子导条，增加转子导条的截面尺寸，以降低导条电阻和绕组损耗； (4)电磁优化设计方案及专家制造系统的建立。 结构设计特点 (1)机座和端盖：均 采用优质耐腐蚀铸铁制造，带底脚铸铁机座和铸铁端盖，在正常和严酷工作制运行状态下有良好的强度和抗震性； (2)转子：铸铝转子的转子导条、端环和冷却风叶为一整体，表面经防腐处理，转子和轴装配后，经动平衡以保证振动噪声低，运行可靠。 优化槽型设计，以达到较高转矩、低温升和低噪声。 (3)外风扇：进行通风结构设计研究，风扇结构设计，降低由于空气流动引起的风摩及噪声级。 (4)轴承：大规格带润滑油的两面带防尘盖球轴承以及开式轴承(15kW 以上 )使用，所有的轴承均采用高质量、温度范围宽的防锈油脂，使轴承具备最小的摩擦损耗 和较长的运行寿命。 技术工艺的研究 (1)定子、转子冲片退火工艺的研究； (2)正弦绕组工艺研究； (3)定子绝缘处理工艺研究； (4)电机零部件金加工工艺的研究。 电机结构方面，按照设计更优的原则，进行系统改进。 图示为项目产品装配图，在结构上为便于电机运行时产生的热量有效散发，进行了系列改进措施：机壳的散热筋片采用辐射状布置，及与机轴中心线平行；而普通机座是沿机轴中心线垂直布置。 端盖增加散热筋片和加油孔，能有效将轴承运行温度和绕组端部产生的温度散发；增加加油孔是电机在长时间工作，需要对轴承维护保养 在不停机器的情况，实现对轴承保养，而普通电机端盖却无法实现。 这些改进既便于散热，又便于使用维护，方便用户的使用。 通风结构和风扇外型的合理设计，对提高通风效率，降低风摩耗、降低噪声也是很重要的。 项目产品研制中，首次确定对风扇进行了改进设计，并通过大量对比性试验，得出最佳设计方案，该成果成熟后可以申请了国家实用新型专利。 对于较大功率的电机，风摩耗占有相当大的比例，项目产品 90kW－ 2极电机风摩耗可达总损耗的 30%左右。 风摩耗主要是由风扇消耗功率的功率所构成，由于效率提高，热负荷降低，在不增高温升的前 提下，电机所需风量可以减少，因此风扇尺寸可以缩小，从而使通风损耗减少。 风叶为原先采用的结构形式，在项目产品使用中，对电机的温升及效率影响较大，效率 %，温升 ，噪声 ；改风扇外形不改外径、宽度的情况下，试验的效率为 %，温升 ，噪声 ；将外径减小 20mm，效率 %，温升 ，噪声 ；所以，合理的风扇设 计不仅可以提高效率，降低噪声，同时对温升也有利。 制造工艺的创新，项目产品在制造过程中拟采用的新工艺：冲片退火工艺，定转子槽配合改 进，精加工工艺的改进，这些工艺的改进，是行业中率先对高性能电机的生产工艺进行实证性研究。 （ 1）冷轧钢片对冲剪应力比较敏感，从理论上说，冲剪以后进行退火处理，可以消除应力，恢复冷轧硅钢片的良好性能。 考虑成本问题，项目产品拟采用钢厂提供的半工艺片进行对比试验，经测试，冲剪退火后，其性能可以达到硅钢片出厂时的性能指标。 而且，采用自动控温加热设备，可以进行循环对冲片进行加热，由于采用钢厂的半工艺片，成本基本上不增加，工艺方案是可行的。 而原先产品硅钢片冲剪好后，直接叠压成定子和转子，这样冲剪应力对硅钢片的性能影响未 解决，间接影响电机的性能指标。 （ 2）槽配合的选择涉及的因素较多，有的槽配合对降低附加损耗有利，但对电机的噪声可能有影响，项目产品结合电机的电磁噪声计算以及附加损耗计算进行了系统分析，并且结合原产品成功的槽配合，进行了系统研究，对部分产品进行了调整，使其更加合理。 （ 3）通过对工艺措施的改进提高关键零部件的加工精度，改善项目产品的性能： a、定子铁心内圆（下公差）较原产品设计提高半个等级，使定、转子在装配后气隙均匀度增加，对电机力场性能及降低电磁噪声均有益； b、机座铁心挡增加圆跳动的要求，原设计对此无要求， 造成即使定子满足设计要求，转子在金加工后亦符合图纸，但是装配后易导致定子铁心倾斜，影响同轴度，从而使性能受到影响；项目产品增加此项要求，对整机装配后各项指标均有益； c、轴承室加工精度提高一个等级，由 H6提高到 H5，项目产品在降低噪声方面，对轴承噪声亦进行了研究，端盖加工精度的提高虽然对产品加工难度加大，但是项目产品使用的端盖采用专用设备进行加工，一次装夹就能够完成，从而提高了生产效率； d、转子振动量要求，在校平衡时，对转子不平衡量较原产品降低 20%，精确度提高，装配后整机振动小，噪声低，性能有效改善。 工艺流程 项目产品生产工艺中，转子校动平衡是关键工序，转子铸铝和定子绝缘固化是特殊工序，作为工艺流程中重点控制。 如图 21 所示。 采 购产品 检 验 矽钢片 电机铸件 漆包圆铜线 铝 锭 圆 钢 剪裁落料 机轴下料 机轴金加工 检 验 定子冲槽叠压 转子冲槽叠压 定子嵌线绑扎 介电强度试验 定子绝缘处理 转子铸铝套轴 转子金加工 转子动平衡 T G T 前装配 铸件金加工 检 验 检查试验 喷漆后装配 检验发合格证 入成品库 交 付 售后服务 图 21 工艺线路 图 零部件加工工艺流程： （ 1）机轴加工生产工艺流程 图 22 机轴加工生产工艺流程图 （ 2）端盖加工生产工艺流程 图 23 端盖加工生产工艺流程图 下料 粗车 切槽 精车 精磨 铣键槽 圆钢 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废、废油 噪声、固废、废油 噪声、固废 外购铸件 车定位搭子 粗车 精车 钻紧固孔 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废、废油 噪声、固废 （ 3）机壳加工生产工艺流程 图 24 机壳加工生产工艺流程图 （ 4）转子生产工艺流程 图 25 转子生产工艺流程图 粗车另一端 粗车一端 外购铸件 钻孔 半精车 精车 粗刨 精铣 钻安装孔 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废、废油 外购矽钢片 冲压 转子叠压 压铸 浇铸 噪声、固废 穿轴 化铝 废气、固废、噪声 噪声、固废 噪声、固废 废气、固废 （ 5）定子生产工艺流程 图 26 定子生产工艺流程图 （ 6）组装生产工艺流程 图 27 组装生产 工艺流程图 工艺设备方案 设备选择的原则：金加工数控化、检测智能化、冲片加工专用化、浸漆真空化、装配自动化的原则。 设备购置采用国内招标的形式采购。 主要生产和辅助生产设备详见“固定资产 设备明细表及采购发票。 工程改造方案 本项目拟新增厂房一处，为金工车间，厂房为两垮垮连体，长度分别为 182m，宽度 48m，单垮宽度为 24m。 两跨联体 ,建设面积为 8480m2，废气、固废 外购矽钢片 冲片 冲槽 叠压 焊接 绕线 穿线 引接线 浸漆 烘干 噪声、固废 噪声、固废 噪声、固废 废气、固废 废气、固废 废气、噪声 机壳 端盖 转子 定子 组装 检验 喷漆 成品 废气、固废、噪声 轻钢结构，屋架下椽口高 ，设通风窗，车间地坪为素砼，手动推拉门，塑钢窗，车间内采用白色乳胶漆，外饰为白色 乳胶漆，屋面彩板为天蓝色。 工程建设及配套公用设施建设详见表 27。 表 27 工程改造方案表 工程类别 单项工程名称 工程内容及规模 备注 主体工程 金工车间 轻钢结构厂房 18480m178。 在建 环保工程 绿化 20xxm178。 待建 油水分离池 30m179。 待建 雨污分流系统 接入城市污水管网 已建 废油回收池 新建 2m179。 待建 废物存放处 新建仓储 100 m178。 待建 公用工程 消 防工程 按设计图纸施工 待建 给水工程 按设计图纸施工 待建 排水工程 按设计图纸施工 已建 辅助工程 供电工程 按设计图纸施工 待建 主要建、构筑物构成一览表 表 28 主要建、构筑物构成一览表 项 目 面 积 电力设施 费用（万元） 工程费用 （万元） 消防设施费用（万元） 生产车间 18480m2 油水分离池 60m179。 废油回收池 2m179。 废物存放处 100m178。 合计 项目形成的节能与资源综合利用能力 本项目研发高效节能电机，积极响应国家产业政策，改进电机系统的设计，做到高效、节能，从源头上解决电机节能问题，项目实施具有 前瞻性，彻底解决电能消耗的关键问题，符合国家“电机系统节能”要求，且为扶持的重点领域。 项目产品采用冷轧铁耗较低的磁性材料，改进定转子槽配合，电磁设计方案，并在工艺上对冲片进行退火处理工艺、关键部件加工工艺方案的改进、正弦绕组工艺的研究、转子铸铝闭口槽的探索等，从而降低了电动机的多部分损耗（铜耗。