專利名稱：輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)。
背景技術(shù)：
皮帶輸送機(jī)是我國煤礦開采中廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳送裝置，其拖動負(fù)載隨著輸送量 的大小不斷發(fā)生變化，有時重載運(yùn)行，有時又輕載運(yùn)行，同時，很多場合還要求輸送電機(jī)具 有雙電壓工作能力，為適應(yīng)這樣的負(fù)載運(yùn)行狀況，電動機(jī)一般要按重載運(yùn)行要求選配。這樣 就造成了電機(jī)在輕載運(yùn)行時實際負(fù)載率小，效率和功率因數(shù)低下。皮帶輸送機(jī)中使用在潮 濕的環(huán)境，防護(hù)等級要求高，且易受被輸送物品的沖擊。為解決上述問題，國內(nèi)外曾提出很多技術(shù)方案，例如，高轉(zhuǎn)差電機(jī)，永磁電機(jī)，雙 定子電機(jī)，也有采用晶閘管調(diào)降壓運(yùn)行，變頻電源，無功補(bǔ)償裝置，以及電機(jī)定子繞組采用 Y" Δ接法等。但是，這些技術(shù)方案或性能改進(jìn)不大，或成本太高，或控制轉(zhuǎn)換復(fù)雜、可靠性 差。并不能真正滿足我國煤礦輸送機(jī)的需要，實際上也很難推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種起動轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡便，可 靠性好，空載時電流能顯著下降，節(jié)能效果好，抗沖擊，防護(hù)等級高的輸送機(jī)用雙功率感應(yīng) 電動機(jī)。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是該輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動 機(jī)，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子和定子繞組，其特征在于所述機(jī)殼采用焊接制成的機(jī)殼，機(jī)殼防護(hù)等級 ΙΡ55，機(jī)殼上設(shè)有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用△ +Y接線法或Υ+Υ接線 法，增加三個出線端子，所述△+Y接線法的△接法端部為對應(yīng)高功率接線的端子，Y接法 端部為對應(yīng)低功率接線的端子；所述Υ+Υ接線法的第IY型接法的端部為對應(yīng)高功率接線的 端子，第2Υ型接法端部為對應(yīng)低功率接線的端子，所述△ +Y接線法或Υ+Υ接線法的高功率 接線的端子與低功率接線的端子接線轉(zhuǎn)換由兩個接觸器實現(xiàn)轉(zhuǎn)換連接。采用上述技術(shù)方案的有益效果該輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)是為煤礦皮帶輸送 機(jī)重載起動和不斷變化的負(fù)載運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計的，而建立在交流電機(jī)繞組理論基礎(chǔ)上的減匝 技術(shù)，通過在繞組設(shè)計中矢量分析法和計算機(jī)諧波析法的應(yīng)用，保證了繞組對應(yīng)兩個功率 檔既有各自的特點(diǎn)又具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機(jī)負(fù)載的工況需求。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，機(jī)殼采用焊接制成的機(jī)殼，強(qiáng)度高，可承受輸送料如煤的沖擊，機(jī)殼防護(hù)等級ΙΡ55，適 應(yīng)在潮濕、防爆要求較高場所使用，機(jī)殼上設(shè)有冷凝水排水閥，電機(jī)機(jī)殼內(nèi)的冷凝水可通過 該排水閥排出，且滿足防爆的要求。由于定子繞組采用了每相分段引線法，具有了滿足適用 不同負(fù)載變化所需的兩檔可輸出電壓；由于定子繞組采用了獨(dú)特的串連匝數(shù)減匝技術(shù)和可 轉(zhuǎn)換接線方式，具有了可選擇的高、低兩個功率檔，其中高功率檔具有高啟動轉(zhuǎn)矩，用于重 載起動和運(yùn)行，起動過程完畢，可視負(fù)載情況，保持高功率檔運(yùn)行或是轉(zhuǎn)入低功率檔運(yùn)行。 并且可根據(jù)煤礦輸送機(jī)的負(fù)載工況變化，實現(xiàn)運(yùn)行雙功率檔的自動切換，使電動機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)與皮帶輸送機(jī)負(fù)載系統(tǒng)具有了很好的匹配性能。因此，本實用新型輸送機(jī)用雙功率感應(yīng) 電動機(jī)，具有起動轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡便，可靠性好，空載時電流能顯著 下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。

現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。圖1本實用新型電機(jī)定子繞組Δ+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實用新型電機(jī)定子繞組Υ+Υ接線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本實用新型實施例極數(shù)2ρ = 4，槽數(shù)Z = 48的定子繞組相位圖；圖4標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組的三相繞組槽號，即Υ+Υ接法的低功率檔定子繞組示意 圖；圖5本實用新型實施例極數(shù)ρ = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組Δ+Y接線的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6本實用新型實施例極數(shù)ρ = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組Υ+Υ接線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7極數(shù)2ρ = 4，槽數(shù)Z = 48，y = 10三相繞組磁勢諧波分析示意圖。
具體實施方式
該輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子和定子繞組。其中機(jī)殼采用焊接制 成的機(jī)殼，機(jī)殼防護(hù)等級IP55，機(jī)殼上設(shè)有冷凝水排水閥。如圖1本實用新型電機(jī)定子繞 組Δ+Υ接線的結(jié)構(gòu)示意圖、圖2本發(fā)明電機(jī)定子繞組Y+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖，新型電機(jī)定 子繞組每相分為三段分別以下標(biāo)“ Δ，Y1，Y2”區(qū)分，每相有5個出線端，三相共有15個出線 端，其中9個出線端用于改變繞組內(nèi)部連接，實現(xiàn)兩種電壓按需要引出；另外6個出線端則 是為連接外部三相電源作不同功率等級轉(zhuǎn)換所引出的，分別以“UH、VH、WH”和“UL、VL、WL” 區(qū)分，表示高、低兩個功率等級。對于八+￥接線法，若三相電源從出線端“皿、￥!1、1!1”接入，這時三相繞組為Δ接 法，對應(yīng)高功率檔；若三相電源從出線端“UL、VL、WL”接入，這時三相繞組為Δ+Υ接法，對 應(yīng)低功率檔。對于Υ+Υ接線法，若三相電源從出線端“UH、VH、WH”接入，這時三相繞組為Y接法， 對應(yīng)高功率檔；若三相電源從出線端“UL、VL、WL”接入，這時三相繞組為Y+Y接法，對應(yīng)低 功率檔。當(dāng)電壓等級確定后，采用兩個接觸器即可簡便可靠地進(jìn)行雙功率兩檔切換。所述的接線方式，采用了定子繞組串連匝數(shù)“減匝”是電機(jī)容量增大的設(shè)計思想， 也即按電機(jī)容量分配，由高到低對應(yīng)兩個功率檔的電機(jī)繞組每相串連匝數(shù)逐漸減少，低功 率檔對應(yīng)最多匝數(shù)，高功率檔對應(yīng)最少匝數(shù)，這樣使得各個功率檔之間具備最簡單也最可 靠的轉(zhuǎn)換方式，也能夠適應(yīng)輸送機(jī)負(fù)載變化時保持電機(jī)高效運(yùn)行的工況要求。繞組“減匝” 技術(shù)通過在繞組設(shè)計中矢量分析法和計算機(jī)諧波分析法的應(yīng)用，保證了繞組對應(yīng)的兩個功 率檔既有各自的特點(diǎn)又具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機(jī)負(fù)載的工況需求。實施例一實施例以輸送機(jī)常用極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48的三相繞組為例具體說明。如圖3、4、5、6、7所示，圖3本實用新型實施例極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48的定子繞組相位圖；圖4 標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組的三相繞組槽號，即Y+Y接法的低功率檔定子繞組示意圖；在標(biāo)準(zhǔn)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)輸送機(jī)負(fù)載工況特點(diǎn)，選擇每相去掉4個槽號，圖4標(biāo) 示為“ΑΔ、ΒΔ、CA ”，對應(yīng)高功率檔的三相繞組槽號劃分方案，三相繞組線圈可采用Y接法 或是△接法，以適應(yīng)不同電壓等級。上述去掉的4個槽號還需要在低功率檔時重新接入， 接入方式可視ΑΔ、ΒΔ、0Δ三相繞組線圈采用的接法而定。若為Y接法一般采用單路串 聯(lián)接入方式，即形成三相Υ+Υ接法，若為△接法在單電壓的情況下一般也可采用單路串聯(lián) 接入方式，但是在雙電壓的情況下則需采用雙路并聯(lián)再與△接法串連，而形成三相Δ+Υ接 法。兩路并聯(lián)槽號的劃分要注意這兩路之間的感應(yīng)電勢平衡。在低功率檔也即標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組基礎(chǔ)上去掉一部分線圈槽號，使電機(jī)負(fù)載能力 增大，從而得到高功率檔。但是應(yīng)該對所有可能的“減匝”繞組方案進(jìn)行諧波分析，根據(jù)諧 波分析結(jié)果篩選得到所要求的最終繞組方案。如圖7極數(shù)2ρ = 4，槽數(shù)Z = 48,y = 10三相繞組磁勢諧波分析示意圖。列出了 其中高功率檔繞組方案的分析到極數(shù)Z-p的磁動勢諧波分析結(jié)果和對應(yīng)低功率檔的標(biāo)準(zhǔn) 60°相帶繞組諧波分析結(jié)果。可以看出，當(dāng)取線圈節(jié)距y = 10時，每相去掉4個槽號后的 高功率檔繞組方案，繞組系數(shù)為0. 9440，與標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組系數(shù)0. 9250相比還要高，而 且磁勢反轉(zhuǎn)分量為0，說明這時三相繞組對稱，并保持了較高的導(dǎo)體利用率。其次，考慮到高功率檔多用于完成輸送機(jī)的起動過程，因此，還必須限制與4極基 波同轉(zhuǎn)向的正轉(zhuǎn)高次諧波幅值。分析表明，高功率檔繞組在極數(shù)52時較大的高次正轉(zhuǎn)諧波 的相對幅值僅為2. 4449 %，不超過4%。因此，根據(jù)這樣的諧波分析結(jié)果，以及根據(jù)繞組性 能一般準(zhǔn)則判斷，可知采用適當(dāng)“減匝”技術(shù)的每相繞組在丟掉了一些線圈后，高功率檔對 應(yīng)繞組仍然保持了與標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組相近的良好性能，可以滿足應(yīng)用要求。如圖5本實用新型實施例極數(shù)ρ = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組Δ+Y接線的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6本實用新型實施例極數(shù)ρ = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組Υ+Υ接線的結(jié)構(gòu)示意圖；可以 看出，低功率檔每相有16個線圈，高功率檔每相有12個線圈，低功率檔與高功率檔線圈數(shù) 比值為16/12 =1.33,而且還可以根據(jù)設(shè)計要求調(diào)整，顯然，這樣的匝數(shù)比值與Y/ Δ轉(zhuǎn)換匝 數(shù)比值V^相比，更能適合大多數(shù)情況下電機(jī)負(fù)載的工況。由此分析可知，本實用新型定子單繞組結(jié)構(gòu)，所采用新的Δ+Υ/Υ+Υ接線方式可適 應(yīng)兩種電壓，其中Δ+Υ接線方式或是Υ+Υ接線方式保證了兩功率檔只需有6個出線端，采 用兩個三相接觸器就可以進(jìn)行切換，控制極為簡便可靠，而建立在交流電機(jī)線組理論基礎(chǔ) 上的減匝技術(shù)，通過在繞組設(shè)計中矢量分析法和計算機(jī)諧波分析法的應(yīng)用，保證了線圈對 應(yīng)兩個功率檔既有著各自的特點(diǎn)又具有良好的性能，完全能滿足輸送機(jī)負(fù)載工況的需求。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有起動轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡便，可靠性好，空載時電 流能顯著下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。其獨(dú)特的優(yōu)勢也因此在大多數(shù)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域會 有良好的應(yīng)用前景，為我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步起到了一定的推動作用。
權(quán)利要求一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子和定子繞組，其特征在于所述機(jī)殼采用焊接制成的機(jī)殼，機(jī)殼防護(hù)等級IP55，機(jī)殼上設(shè)有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用Δ+Y接線法或Y+Y接線法，增加三個出線端子，所述Δ+Y接線法的Δ接法端部為對應(yīng)高功率接線的端子，Y接法端部為對應(yīng)低功率接線的端子；所述Y+Y接線法的第1Y型接法的端部為對應(yīng)高功率接線的端子，第2Y型接法端部為對應(yīng)低功率接線的端子，所述Δ+Y接線法或Y+Y接線法的高功率接線的端子與低功率接線的端子接線轉(zhuǎn)換由兩個接觸器實現(xiàn)轉(zhuǎn)換連接。
專利摘要本實用新型公開了一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動機(jī)，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子和定子繞組，其特征在于所述機(jī)殼采用焊接制成的機(jī)殼，機(jī)殼防護(hù)等級IP55，機(jī)殼上設(shè)有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用Δ+Y接線法或Y+Y接線法，所述Δ+Y接線法的Δ接法端部為對應(yīng)高功率接線的端子，Y接法端部為對應(yīng)低功率接線的端子；所述Y+Y接線法的第1Y型接法的端部為對應(yīng)高功率接線的端子，第2Y型接法端部為對應(yīng)低功率接線的端子，所述Δ+Y接線法或Y+Y接線法的高功率接線的端子與低功率接線的端子接線轉(zhuǎn)換由兩個接觸器實現(xiàn)轉(zhuǎn)換連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有起動轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡便，可靠性好，空載電流顯著下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。
文檔編號H02K3/28GK201752099SQ20102026625
公開日2011年2月23日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者易以睦, 王雪帆 申請人:南陽防爆集團(tuán)新普電機(jī)有限公司;華中科技大學(xué)