高速高效率分子泵電機(jī)設(shè)計(jì)與分析何毅鄂峻膺2（1.國投南光有限公司，四川成都2成都金石電子工程公司，四川成都1概述分子泵是近年發(fā)展迅速的產(chǎn)品，為了提高壓縮比及抽速，其旋轉(zhuǎn)部分一渦輪以高速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速高達(dá)15000-90000/min，小泵轉(zhuǎn)速高，大泵轉(zhuǎn)速低驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)的一般為高速異步電機(jī)，也有用高速無刷直流電動(dòng)機(jī)由于渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，受渦輪葉片的強(qiáng)度及剛度限制，分子泵必須從低速到高速緩慢起動(dòng)，為此高速異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源為變頻調(diào)整器。
本公司以前采用某公司的高速異步電機(jī)，經(jīng)測試其效率特低，僅為33%左右，溫升高，起動(dòng)慢，嚴(yán)重影響了分子泵的壽命及質(zhì)量，失去了競爭力。針對這一問題，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)系列的高速異步電機(jī)，效率提高1倍多，泵的運(yùn)行特性明顯改善，溫升降低，起動(dòng)迅速本系列電機(jī)共3個(gè)機(jī)座號，即60，2電機(jī)的損耗分析與效率與普通異步電動(dòng)機(jī)相比，分子泵高速電機(jī)的損耗大，其主要原因有二：①電機(jī)的供電頻率高，2501500hz，電機(jī)的鐵損及銅損顯著增加，機(jī)械磨擦損耗也增加很快②電機(jī)由變頻器供電，變頻器輸出的電壓中含大量的高次諧波，使電機(jī)的鐵損及銅損增加2.1電機(jī)的鐵損按1給出電機(jī)比鐵損表達(dá)式：損耗的材料常數(shù)，它與硅鋼片的厚度、成分及加工工藝有關(guān)a為硅鋼片的厚度，mm /為電機(jī)的工作頻率b為硅鋼片中的磁通密度從可看出，比鐵損隨著頻率的升高及磁通密度的增大而增加式（1）中給出的是基本鐵損，鐵損中另一部分為附加損耗，它包括定轉(zhuǎn)子開槽引起的損耗，定子高次磁場諧波引起的損耗，定轉(zhuǎn)子表面因磨削造成磁短路產(chǎn)生的表面損耗，定子供電中高次諧波引起的損耗，變頻器供電中高次諧波是引起該損耗的主要原因，這些損耗很難用表達(dá)式精確表達(dá)出來，但作為定性研究，都與供電頻率及磁通密度有關(guān)，其影響與式給出的趨勢是一致的鐵損包括定子鐵損與轉(zhuǎn)子鐵損，基本鐵耗定子占主要部分，在附加鐵損中轉(zhuǎn)子鐵損所占比例有所增加該式表面上與普通異步電機(jī)的銅損表達(dá)式?jīng)]什么區(qū)別，作為高速電機(jī)，由于供電頻率高，定子繞組導(dǎo)線存在集膚效應(yīng)，ri，ri的值不恒定，隨著頻率f的升高而增加，所以計(jì)算損耗時(shí)，比直流電阻riri計(jì)算的結(jié)果要小得多，必須考慮頻率影響的因素。
變頻器供電，其電源中含有高次諧波，高次諧波的同步轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于基波的同步轉(zhuǎn)速，其滑差接近1，則等值電路圖中：該項(xiàng)接近為零，就意味著某一高次諧波運(yùn)行的異步電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，其電流相對較大定轉(zhuǎn)子電流可表示為：電流高次諧波分量2.3機(jī)械磨擦損耗高速電機(jī)轉(zhuǎn)速高，軸承的機(jī)械磨擦損耗隨著轉(zhuǎn)速的升高按2次曲線形式升高。它可表達(dá)為：精度、潤滑條件、軸承負(fù)載方向、軸承游朧潤滑方式等許多因素有關(guān)。
高速分子泵電機(jī)的損耗直接影響電機(jī)的效率。
它與普通電機(jī)不同，即它們這3部分損耗都很大，使電機(jī)效率降低，溫升升高。影響這些損耗的主要因素有3個(gè)，即電機(jī)供電頻率高；電機(jī)轉(zhuǎn)速高；由變頻器供電電機(jī)中磁場諧波含量豐富。在電機(jī)設(shè)計(jì)中將針對這些問題采取有效措施來降低這些損耗3分子泵的運(yùn)行特性3.1起動(dòng)過程電機(jī)起動(dòng)過程方程式，按2給出：
：岳紹義
：15303736697
：新鄉(xiāng)宏達(dá)振動(dòng)電機(jī)設(shè)備有限責(zé)任公司
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