4.3.5电磁设计特点

1.电磁负荷

井用潜水电动机外径尺]*小、外形细长，直接潜人井下水中运转，机壳表面直接受到井水的冷却，加上电动机内部又充水或充油，它的电磁负荷值与一般用途的中小型三相异步电动机有较大的差别.

由T井用潜水电动机比较细艮，加上其结构上的原因，定、转f气隙值较大，气隙磁密仏取值•般较低，而定、转子齿磁密fiu、fia取值又较高，通常其励磁电流值相对较大，功率因数相对 要低些。由于电动机定子绕组和转了 •浸在水中或油中，冷却条件好，其定子电锋^}¥_—般取值较高。

²²⑽w及以下，电压380V的充水式及充油 •用潜求异步电动机，能使其获得较高技术经济指标的磁通 密度和电流密度常用取值范围分别列于表4-8和表4-9。对不同机座号、不同规格的充水式或充油式井用潜水电动机，应按其性能指标和使用要求选取适当的电磁负荷值。

2.气隙长度

并用潜水电动机气隙长度的大小对电动机的性能和运行可靠性 影响很大。气隙长度小，电动机的励磁电流减小，运行电流变小， 功率因数提髙，但杂散损耗增加，谐波转矩增大；同时由于井用潜水电动机外控#刹声#制，其主要尺寸比;I可达5~6甚至更高，输t&c#刚度差；结构上充水式电动机采用滑动轴承支 隙较大，定、转子气隙的不均匀程度比一般用途电动机 更为突出。3气隙较小时，由于轴承偏心，造成气隙不均勻较大， 产生的单边磁拉力较大，加剧了转轴的挠曲，使气隙不均匀度进一 步增大，从而又加大了申边磁拉力，这样极易使电动机在运行时， 尤其是起动时定、转子相擦，甚至无法起动。充油式电动机虽然采 用滚动轴承支承，但其定转子气隙相对较小，而其主要尺寸比A 也要达到5以上，当功率进一步提高时，/I还要增大，间样也存在 因单边磁拉力造成定、转子相擦问题。因此对充水式电动机，应按照其所采用的径向滑动轴承的耐磨性、使用寿命和电动机的功率大小、主要尺寸比A值及使用条件，合理地选择电动机的气隙长度， 对充油式电动机，应按照其功率大小、主要尺寸比A值和转轴刚 度等合理地选择其气隙长度。充水式井用潜水电动机和充油式井用 潜水电动机常用的气隙长度范围分别见表4-10与表4-11。在同一机座号电动机中，对功率较小、铁心较短者取较小的气隙值；对功率较大、转？很细长的电动机应取较大的气隙值，以保证电动机的 运行可靠性。

3.定子槽形

井用潜水三相异步电动机常用的定子槽形有梨形槽和梯形槽两种，其中以梨形槽使用较多。对充水式电动机，每种槽形的槽口又有半闭口和闭口之分（图4-21)，对充油式或屏蔽式电动机只有半闭口槽。定子槽形一般均设计为平行齿，齿部磁密分布均匀。

1. 梨形闭丨=1槽槽口为闭口、电动机气隙磁场波形较好，杂散损耗较小，电动机转子水摩擦损耗较小，冲模制造简筚，槽利用率
相对较卨。m槽漏抗较大，桥拱高度尺寸+易保证。适用于功率较人，铁心较长、绕组嵌线有困难而采用穿线工艺的充水式电动机。

2.梯形半闭口槽平底、铁心轭部较厚，但槽利用率比圆底槽差，其他优缺点及适用范围与梨形半闭口槽基本相同。

3.梯形闭口槽平底，槽利用率同梯形半闭口槽，其它优缺点及适用范围与梨形闭n槽基本相同。

4.转子槽形

井用潜水三相异步电动机常用的转子槽形有梨形、梯形（两种）、矩形和圆形等5种，其中梨形槽和梯形槽又有半闭口和闭口之分（图4-22)，齿形一般为平行齿，也可按电动机的起动性能等要求另行设计为非平行齿结构。

(1)梨形和梯形半闭口槽平行齿，主要适用于功率较小、铁心长度较短的充水式和充油式电动机的铸铝转子以及屏蔽式电动

闭口槽平行齿，闭口槽桥拱高度尺寸不易保紐电动机的杂散损耗较小，适用于不同结构的电动机的铜条转子或铸铝转子。

(3)矩形和圆形闭口槽非平行齿，齿部磁密分布不均匀，磁路的合理设计受到限制，其他特性与梨形或梯形闭口槽相同。适用f铜条转子，可采用标准规格的矩形或圆形铜条，有利于生产和原材料供应。

5.定子槽口尺寸

槽口尺寸如图4-23所示。对充水式电动机按所用的耐水绝缘导线性能的要求和嵌线工艺决定槽口宽度。半闭口槽槽口宽度应比导线绝缘外径大1〜1.5mm，对系列电动机，应比各规格所用的最粗导线绝缘外径至少加大0.8〜1mm。一般取6^ = 3〜4.6mm,槽口高/ig〇 = 0.5〜1mm，a角一■般取30。左右。闭口槽槽桥高U = 0.5〜1mm，具体取值根据电动机的加工工艺和防锈处理.

=30。。转子闭口槽= 〜1mm，具体取值要根据电动机功尺寸、加工工艺、齿根强度、防锈处理和设 \v泳要今？t限制堵转电流，使漏磁路不致过分饱和，也可取 a = 40。〜50^〇_〇 7.槽配合井用潜水电动机的定子外径受到井径尺寸的严格限制，它们的 冲片外径与同功率的普通陆用电动机相比，一般都比较小，加上充 水式电动机所用的耐水绝缘导线外径较大，所以设计中都选用较少 的定子槽数。转子分为铜条转子（直槽）和铸铝转子（斜槽或直 槽）两种。井用潜水电动机常用的槽配合见表4-12。

定子绕组

井用潜水电动机的定子绕组通常采用单层同心式、单层交叉式 和双层叠绕组等几种，其中以单层同心式使用最多。其优点是线圈数较少、接头少，绕线和下线较方便，但绕组端部交叠变形较大，且不能采用短距绕组来改善磁动势波形，谐波较大。

绕组联结

井用潜水电动机的绕组联结一般有丫联结、△联结和2丫联结等几种。充水式电动机因所用耐水绝缘导线绝缘层较厚，为了提高槽屮铜线的占有率和方便接头包扎，功率较小的充水式电动机定子绕组，般采用丫联结。对功率较大的充水式电动机，应根据下线工艺要求、接头包扎的可靠性和尽量提高槽中铜线的占有率来适当地 确定绕组联结。充水式电动机定子绕组的并绕根数应严格控制，并绕会造成接头连接和密封包扎的困难，一般不并绕，必要时并绕根 数一般应+超过两根。充油式电动机和屏蔽式电动机的绕组联结与一般陆用电动机相同。

10•槽满考一炉⑽

^承褚低直接影响井用潜水电动机有效材料的利用 井用潜水电动机的槽满率由所用耐水绝缘导线的机械强度、下线工艺等因素决定。过高的槽满率会增加下线工时和工艺上 的困难，并可能损坏导线绝缘，影响电动机的运行可靠性和使用寿 命。充水式电动机的槽满率一般控制在70%以下，充油式和屏蔽 式电动机的槽满率一般控制在75%左右，槽满率控制的上限值由 电动机绕组导线截面大小和铁心长度决定。

11.转子导条

井用潜水电动机的转子导条材料有铜条和铸铝两种。功率较小 的电动机铁心长度较短，可采用铜条转子或铸铝转子。对各机座号功率较大的动机，铁心长度一般较长，采用铸铝转子质量难以保证，为了改善加工工艺性，保证电动机质量，一般均采用铜条转子。其截面有梨形、梯形、矩形和圆形等多种。