專利名稱：單相調壓式調速電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及調速電動機，具體地涉及單相調壓式調速電動機(以下簡稱單相調速電動機)。
單相調速電動機由控制器和單相電動機構成。具有恒轉矩負載特性的單相調速電動機，自70年代開始，國外一些公司已有系列產品供應市場。例如日本富士公司的PS系列，松下公司的Vpower系列，日立公司的NewPC系列等。作為調速用的單相電動機，有異于一般通用型電動機，需經特殊設計，其特點主要在于轉子導排仍為鼠籠結構，唯采用特殊的鋁合金材料；采用閉環(huán)系統，通過速度反饋的作用，強迫電動機在低速下穩(wěn)定運行，并從而實現了較大的調速范圍(速比一般為101)。但是轉子結構較復雜(因其轉子鐵心由沖有槽形的硅鋼片迭成，起導磁的作用；而轉子繞組起導電的作用，并采用單鼠籠結構，系通過壓鑄方式將鋁液壓入鐵心槽內，并同時鑄出鐵心兩側的端環(huán)而形成，為增大電阻，多選用高電阻合金鋁)，轉子制造工藝也較復雜。同時，在電動機的軸上還要裝上一只測速發(fā)電機，而且現有產品的單相調速電動機，在額定負載下下調轉速的過程中定子電流有增大現象，一般增大40－80％，從而使電動機低速性能變差、繞組溫度高。為此，將調速電動機的結構作成防護型(非封閉型，且粉塵易進入內部，可靠性較差)，并在電動機非軸伸側，追加一個獨立的恒速通風機，使冷風吹入電動機內部，以利散熱。從而使電動機產品的價格提高。
為了克服上述缺點，本實用新型的目的在于提供一種調速范圍廣、轉子構造簡單、價格低廉而且在下調轉速時轉子電流無增大現象的單相調速電動機。
本實用新型所提供的單相調速電動機包含機殼，固定在機殼兩側的前、后端蓋，由裝入兩端蓋的軸承室上的軸承所支持的轉軸，裝在機殼上并含有主繞組和副繞組的定子，裝在轉軸上的轉子，通過調壓方式控制電動機轉速的控制器，與副繞組串聯的工作電容器；定子由帶槽的硅鋼板迭成，其主繞組和副繞組嵌在槽中，兩繞組相對于空間上的電氣角度成正交分布；且上述轉子為低電阻率的鋼質實心轉子，并將調速電動機的結構型式作成封閉式。
本實用新型的優(yōu)點在于采用了實心轉子，使得調速電動機的構造簡單，價格低廉，速比可達到101，而且轉速下調時定子電流的增加還受到抑制，可改善電機性能，降低繞組溫升。
以下結合附圖對本實用新型的最佳實施例作詳細說明，其中

圖1為本實用新型的單相調速電動機的部分剖視的主視圖，圖2為本實用新型的單相調速電動機的含轉軸與轉子的轉動部分的部分剖視的主視圖，圖3為圖2中轉動部分的A－A剖視圖，圖4為含控制器的單相調速電動機的電路圖，圖5為本實用新型的單相調速電動機的表示定子電流與轉速關系的曲線圖。
圖6為本實用新型的單相調速電動機的表示轉矩與轉速關系的曲線圖。
參見圖1－圖3，其中，1為轉軸，2為裝在轉軸1上的軸承，例如滾珠軸承。7為電動機機殼，其左側裝有帶軸承室的前端蓋3，其右側裝有帶軸承室的后端蓋8，電動機外壁上安裝有一個工作電容器C(未圖示)，9為裝在轉軸1的非軸伸側的冷卻用外風葉，顯然外風葉也可以裝在轉軸1的另一側。4為壓入機殼7的定子，定子4采用傳統的結構，它由多片帶槽的硅鋼板迭成，例如，采用0.5mm厚的硅鋼板，其主繞組和副繞組嵌在槽中，兩繞組相對于空間上的電氣角度成正交分布。5為緊緊地套在轉軸1上的轉子，轉子3呈圓筒狀，其截面為圓環(huán)形。此轉子5為低電阻率的實心鋼體，它兼有導磁、導電的作用，實心轉子的材質的電阻率以不大于1.3×10－5Ω·cm左右為最佳，可供選用的轉子材料有鐵銅合金、純鐵(0號鋼)、或鐵銅復合材料等，轉子5的長度1最好等于或略大于定子迭片長度，而其厚度d最好大于各運轉速度下滲透深度的最大值，可取為10－30mm。此外6為接線盒，在電氣上與電源及控制器相連。10為裝在后端蓋8上的風罩。從圖中還可以看出調速電動機的結構型式為封閉式。
參見圖4，圖4為含控制器的單相調速電動機的電路圖，其中a、b為連接單相交流電源的端子，13為控制器，通過調壓來調節(jié)電動機的轉速，它可以裝在電動機的上部或分開安放。L1為定子的主繞組，L2為定子的副繞組，C為工作電容器，它與副繞組L2串聯后經a、b端子與電源相連。主繞組L1與控制器13中的可控硅SCR串聯后經a、b端子與電源相連，14為觸發(fā)裝置，與可控硅SCR的控制極相連，觸發(fā)裝置14產生觸發(fā)脈沖加到可控硅SCR的控制極，通過觸發(fā)脈沖的移相改變可控硅SCR的導通時間，這可用常規(guī)的含RC移相電路和雙基極二極管的觸發(fā)電路或用含RC移相電路和觸發(fā)二極管的觸發(fā)電路，并用電阻可變的電位器來調壓。此外，也可以采用可控硅整波導通、而觸發(fā)脈沖頻率可調的方式進行調壓，還可以采用觸點式自耦變壓器來改變主繞組L1上的電壓來進行調壓，從而進行電動機的速度控制。本實用新型可以用開環(huán)控制，從而可省去測速發(fā)電機，并簡化控制線路。
參見圖5、圖6，表示出本實用新型所提供的調速電動機的最高轉速可以達到傳統型調速電動機規(guī)定的轉速上限；轉速下調過程中，利用滑差頻率增大時的集膚效應，轉子電阻逐步增大，抑制了定子電流的增加(見圖5)，圖5中n為轉速，Nmax為最高額定轉速，I為定子電流，實線為本實用新型的單相調速電動機的定子電流－轉速曲線，而虛線為傳統型調速電動機的相應曲線。通過比較，本實用新型通過抑制定子電流的增加而在改善電機性能和降低繞組溫升方面，有著使本專業(yè)技術人員意想不到的效果。此外，圖6表示本實用新型的轉矩特性，速比達到101，電機在低速范圍內也能長期穩(wěn)定運轉。圖6中M為轉矩，n為轉速，Mn為額定轉矩，Nmax為最高額定轉速，Nsyn為同步轉速。
本實用新型所提供的單相調速電動機適用于恒轉矩負載場合，特別適用于要求調速范圍大能無級調速的場合。與當前采用的變頻調速方式相比，它具有造價低廉，低速下噪聲小和二相功率平衡等優(yōu)點。且起動轉矩大，并具有自制動功能。本調速電動機可廣泛用于與包裝、食品、卷繞、木工機械配套、流水作業(yè)線和其他需要無級調速的場合，作小型電動機用。
當用220V，50HZ電源，定子為6極時無級調速的變化范圍為800－80轉／分(101)。
權利要求1.一種單相調壓式調速電動機，包含機殼，固定在機殼兩側的前、后端蓋，由裝入端蓋的軸承室的軸承所支持的轉軸，裝在機殼上并含有主繞組和副繞組的定子，裝在轉軸上的轉子，通過調壓、控制電動機轉速的控制器，與定子的副繞組串聯的工作電容器，上述定子由帶槽的硅鋼板迭成，其主繞組和副繞組嵌在槽中，兩繞組相對于空間上的電氣角度成正交分布，其特征在于上述轉子為低電阻率的鋼質實心轉子，且上述調速電動機的結構型式為封閉式。
2.如權利要求1所述的調速電動機，其特征在于上述實心轉子的電阻率不大于1.3·10－5Ωcm左右
3.如權利要求2所述的調速電動機，其特征在于上述轉子由鐵銅合金、純鐵、或鐵銅復合材料制成。
4.如權利要求1所述的調速電動機，其特征在于上述實心轉子的長度等于或略大于定子迭片長度，而其厚度大于在各運轉速度下滲透深度的最大值。
5.如權利要求4所述的調速電動機，其特征在于上述厚度為10－30mm。
6.如權利要求1所述的電動機，其特征在于在上述轉軸的非軸伸側裝有冷卻用的外風葉而不設獨立的恒速通風機。
7.如權利要求1所述的調速電動機，其特征在于上述控制器為可控硅調壓裝置。
專利摘要一種單相調壓式調速電動機，其定子為傳統結構，而轉子為低電阻率的鋼質實心轉子，其電阻率不大于1.3×10
文檔編號H02K1/00GK2152340SQ9322535
公開日1994年1月5日 申請日期1993年3月19日 優(yōu)先權日1993年3月19日
發(fā)明者俞士諤 申請人:上海市電機技術研究所