專利名稱：新型無級調(diào)速鼠籠電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及感應(yīng)電動機調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域中的無級調(diào)速鼠籠電動機，可以廣泛應(yīng)用于冶金、化工、紡織、水泵、風機、壓縮機、提升機等設(shè)備的調(diào)速場合。
目前的感應(yīng)電動機調(diào)速，多數(shù)是采用繞線轉(zhuǎn)子電動機。由于繞線式電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有滑環(huán)、電刷，運轉(zhuǎn)時易出現(xiàn)火花，還有磨下來導電的電刷粉，不僅增加了電機的事故率，而且還增加了維護保養(yǎng)工作及費用，也限制了其使用范圍。以往的繞線式電動機調(diào)速，通常用串級調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。串級調(diào)速可實現(xiàn)無級調(diào)速，在調(diào)速范圍內(nèi)效率較高，但若調(diào)速范圍大，則變換器容量大，價格十分昂貴，而且只適用于大中容量的風機、泵類負載，適用范圍非常有限，同時串級調(diào)速裝置需要有整流、逆變、調(diào)控、濾波、補償?shù)纫幌盗协h(huán)節(jié)，采用了大量的半導體器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性差，對電網(wǎng)諧波污染較大；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速具有可靠性高，投資少，維護簡單，功率因數(shù)高的優(yōu)點，適用于15kw以上的風機、泵類負載，容量范圍較串級調(diào)速大，然而轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速在轉(zhuǎn)速下降時，效率隨之降低，并且調(diào)速精度較差，連續(xù)調(diào)速需要水電阻調(diào)節(jié)裝置，既不方便，適用范圍又受到很大限制。
本實用新型的目的就是提供一種新型無級調(diào)速鼠籠電動機，它克服了以往繞線式串級調(diào)速電動機的缺點，無刷、無火花，其結(jié)構(gòu)及電氣裝置均很簡單，可有效地抑制諧波污染，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，實現(xiàn)無級調(diào)速的目的。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的新型無級調(diào)速鼠籠電動機由電機殼、主定子、副定子、鼠籠型轉(zhuǎn)子和電氣裝置構(gòu)成，主、副定子壓裝在同一電機殼內(nèi)，它們共一鼠籠型轉(zhuǎn)子，其中主定子上除有主繞組外，還有一套三相對稱繞組稱為反饋繞組，反饋繞組可以是獨立繞組，也可與主繞組接成自耦式，而副定子上只有一套繞組稱為饋電繞組，主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組之間通過電連接。
當電機運轉(zhuǎn)時，主、副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場都會在共有鼠籠型轉(zhuǎn)子中感應(yīng)轉(zhuǎn)差頻率電勢，如果改變副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的大小和相位，就可改變共有鼠籠型轉(zhuǎn)子兩感應(yīng)電勢的合成電勢，即能調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，因此在主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組之間加一電氣裝置(即電連接)，通過電氣裝置的調(diào)整可以改變副定子饋電繞組輸入電壓的大小和方向，進而改變副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的大小和相位，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。采用機械的方法來改變主定子與副定子之間的相對空間電角度，同樣可達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的效果。
這種新型無級調(diào)速鼠籠電動機由于采用了兩個帶繞組的主、副定子共一鼠籠型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，并且主定子上有一套主繞組和一套反饋繞組，副定子上有一套饋電繞組，反饋繞組與饋電繞組用電氣裝置連接，通過調(diào)整電氣裝置改變副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的大小和相位，來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，因而結(jié)構(gòu)簡單可靠，電機成本較低，可實現(xiàn)零到額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級調(diào)速，其功率范圍可從10kw～1000kw，具有軟起動、點動、帶載停車及制動等特性，效率和功率因數(shù)較高，抗干擾和抗沖擊負載能力較強，對電網(wǎng)的諧波污染小，控制十分方便，可以廣泛適用于冶金、化工、紡織、水泵、風機、壓縮機、提升機等設(shè)備的調(diào)速場合，在寬廣的容量范圍內(nèi)具有強大生命力。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本實用新型提出的新型無級調(diào)速鼠籠電動機的本體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是根據(jù)本實用新型提出的新型無級調(diào)速鼠籠電動機的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是根據(jù)本實用新型提出的新型無級調(diào)速鼠籠電動機主定子和副定子旋轉(zhuǎn)磁場相差180°電角度特定情況下的向量圖。
以下結(jié)合附圖詳細說明依據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細節(jié)和工作情況。
新型無級調(diào)速鼠籠電動機由電機殼、主定子、副定子、鼠籠型轉(zhuǎn)子和電氣裝置構(gòu)成。主定子(2)和副定子(5)壓裝在同一電機殼(1)內(nèi)，它們共一鼠籠型轉(zhuǎn)子(3)，其中主定子上除有主繞組(6)外，還有一套三相對稱繞組稱為反饋繞組(7)，副定子上有一套繞組稱為饋電繞組(8)，主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組通過電氣裝置(4)連接。
眾所周知，電機在運轉(zhuǎn)時，主、副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場都會在共有鼠籠型轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)差頻率電勢，若改變副定子氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的大小和相位，則可改變共有鼠籠型轉(zhuǎn)子兩感應(yīng)電勢的合成電勢，即能調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。所以在主定子上的反饋繞組和副定子上的饋電繞組之間加一電氣裝置，通過電氣裝置的調(diào)整可將壓扣4頂至極點后，由于鎖扣復(fù)位彈簧9的作用使壓扣4復(fù)位，鎖住母扣；松開啟動按鈕，原鐵芯線圈10失電，但因鎖扣作用，原上、下鐵芯2和11仍處吸合狀態(tài)，接觸器工作；停電時按停止按鈕，線圈8得電，上、下鐵芯6和13吸合，帶動壓扣鐵5運動打開鎖扣，原上鐵芯2復(fù)位帶動節(jié)點處于斷開狀態(tài)，接觸器停止工作。
在此實施例中所有鐵芯2和11、6和13均采用公知的矽鋼片沖壓成型，原上鐵芯2，長×寬＝95×25(mm2)，原下鐵芯11，長×寬＝95×63(mm2)，打開機械鎖扣用的上鐵芯6，長×寬＝52×20(mm2)，下鐵芯13，長×寬＝52×23(mm2)，二下鐵芯11和13一次沖壓成型，“山”字形開口互成90°；原鐵芯線圈10，選用公知的60A接觸器用的漆包線圈；打開機械鎖扣用的鐵芯線圈8，采用φ0.14mm的漆包線繞4250圈，圈內(nèi)方孔13×11(mm)，用于220V電源；鐵芯軸板1用2mm厚的薄鋼板沖壓成槽鋼，外型尺寸和原上鐵芯2相適應(yīng)，只上端加長且彎曲90°，末端帶一倒鉤母扣；壓扣4采用5mm厚的扁鋼加工成近似“f”形且一端帶固定彈簧用的凸起，總長40mm；鐵芯壓扣鐵5用2mm厚的鋼板加工成“
”形狀，其上彎臂為槽鋼，分別和壓扣4及打開機械鎖扣用的上鐵芯6壓靠和鉚接，彈簧9選用φ6mm鋼絲彈簧，長20mm。
作為本實施例的變更1、壓扣4和原下鐵芯2的連接方式可改為在下鐵芯2側(cè)邊另加一鋼板使裝中心柱3的孔移至鐵芯外；2、打開機械鎖扣用的上、下二鐵芯可改用銷子和壓鉤連接；3、各鐵芯和線圈所用原材料及外型尺寸繞的圈數(shù)可依適用的電路適當變更。
因此，這種新型無級調(diào)速鼠籠電動機不僅可實現(xiàn)零到額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級調(diào)速，而且具有較高的效率和功率因數(shù)，較強的抗干擾、抗沖擊負載能力，對電網(wǎng)諧波污染小等特點。
在實際生產(chǎn)當中，這種無級調(diào)速鼠籠電動機主定子上的主繞組和反饋繞組采用兩套獨立繞組方案，對高壓(6KV或10KV)電動機比較適宜。因為在這種情況下，主定子上的反饋繞組和副定子上的饋電繞組，可以采用低電壓(一般在0.5KV以下)繞組結(jié)構(gòu)和絕緣系統(tǒng)，可降低電機的制造成本和工藝復(fù)雜程度，也可降低改變饋電繞組輸入電壓大小或相位的電氣裝置的成本，提高調(diào)速電動機的可靠性。
對于低壓無級調(diào)速鼠籠電動機，主定子的主繞組和反饋繞組也可以采用自耦方式，甚至在進線端抽頭，即兩套繞組合二為一(見圖4)，這樣可以簡化結(jié)構(gòu)，提高材料利用率，降低電機制造成本。
在主定子上的反饋繞組和副定子上的饋電繞組之間，用于改變饋電繞組輸入電壓大小和相位的電氣裝置，可以采用移圈調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器、移相器、自耦抽頭變壓器、電子交流調(diào)壓器、各種電抗、電阻組合線路……等，來實現(xiàn)電動機的無級或有級調(diào)速。也可以用機械裝置，如蝸輪蝸桿……等，來改變副定子上的饋電繞組的空間電角度，實現(xiàn)電動機的無級調(diào)速。
另外，由于主定子、副定子及電氣裝置的無功功率均取自電網(wǎng)，我們可以在輸入端或主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組間并上補償電容，以提高這種無級調(diào)速鼠籠電動機的功率因數(shù)。
權(quán)利要求1.一種新型無級調(diào)速鼠籠電動機，是由電機殼、主定子、副定子、鼠籠型轉(zhuǎn)子以及電氣裝置構(gòu)成，其特征在于主定子(2)和副定子(5)壓裝在同一電機殼(1)內(nèi)，它們共一鼠籠型轉(zhuǎn)子(3)，其中主定子上除有主繞組(6)外，還有一套三相對稱繞組稱為反饋繞組(7)，副定子上有一套繞組稱為饋電繞組(8)，主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組通過電氣裝置(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型無級調(diào)速鼠籠電動機，其特征是對于高壓無級調(diào)速鼠籠電動機，主定子上的主繞組和反饋繞組是兩套獨立繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型無級調(diào)速鼠籠電動機，其特征是對于低壓無級調(diào)速鼠籠電動機，主定子上的主繞組和反饋繞組接成自耦式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型無級調(diào)速鼠籠電動機，其特征是在輸入端或主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組之間并聯(lián)補償電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型無級調(diào)速鼠籠電動機，其特征是主定子上的反饋繞組與副定子上的饋電繞組之間通過機械裝置連接。
專利摘要一種新型無級調(diào)速鼠籠電動機由電機殼、主定子、副定子、鼠籠型轉(zhuǎn)子和電氣裝置構(gòu)成，主定子和副定子壓裝在同一電機殼內(nèi)并共一鼠籠型轉(zhuǎn)子，主定子上有主繞組和反饋繞組兩套繞組，副定子上有饋電繞組，反饋繞組與饋電繞組通過電氣裝置連接。該電機結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本低，可實現(xiàn)零到額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級調(diào)速，具有軟起動、點動、帶載停車及制動等特性，效率和功率因數(shù)高，抗干擾和抗沖擊負載能力強。
文檔編號H02K16/00GK2128801SQ92234989
公開日1993年3月24日 申請日期1992年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月9日
發(fā)明者沈太福 申請人:沈太福