專利名稱：交流可調(diào)速限流起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速，特別是一種交流限流起動(dòng)籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。
為了解決用非變頻方法對籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速同題，本申請人于86年9月26日向中國專利局遞交了“交流無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)”(專利號(hào)86207316.2)申請，該申請?zhí)岢隽艘环N解決方案將電機(jī)機(jī)殼沿徑向分為兩部分，在兩部分機(jī)殼內(nèi)側(cè)分別裝有一組定子繞組，兩部分機(jī)殼之間周向可相對運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子貫穿在兩定子繞組所包容的圓柱形空間中央。轉(zhuǎn)子上的感應(yīng)電勢是由兩定子繞組各自形成的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)電勢的矢量和。改變兩定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場各自在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢的相位差角，就會(huì)使合電勢的大小變化，即使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化。
改變上述相位差角的方法之一是通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)兩部分機(jī)殼之間周向相對位置，即改變了兩定子繞組間的周向相對位置，此種方法已在上述申請中詳細(xì)敘述了，該方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有某些缺陷，一是由于機(jī)殼分為兩部分1′和1″，機(jī)殼1′與機(jī)座為一體，可周向運(yùn)動(dòng)的機(jī)殼1″是采用懸掛支撐在機(jī)殼1′右端，轉(zhuǎn)子支承于裝配在1′與1″兩個(gè)端蓋的軸承上，因此機(jī)殼1′右端需承受較大的懸臂重力以及慣性矩和扭力矩，由于兩部分機(jī)殼有周向相對運(yùn)動(dòng)，接口處變有間隙，而上述懸掛結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，并使輸出軸產(chǎn)生跳動(dòng)，這是不利的。
本實(shí)用新型仍以原申請中兩部分定子繞組間有周向相對運(yùn)動(dòng)為目的，但機(jī)殼采用了整體結(jié)構(gòu)，將可運(yùn)動(dòng)的定子部分固定在一定子套內(nèi)，定子套旋轉(zhuǎn)周向運(yùn)動(dòng)即帶動(dòng)了定子運(yùn)動(dòng)。這樣使轉(zhuǎn)子支承在剛體上，旋轉(zhuǎn)時(shí)就不至產(chǎn)生振動(dòng)。
本實(shí)用新型的具體方案如下將定子繞組沿徑向分割成定子及串級(jí)繞組兩部分。串級(jí)繞組固定在串級(jí)繞組套內(nèi)，串級(jí)繞組套軸向兩端分別搭接定位在電機(jī)前端蓋及機(jī)殼的內(nèi)止口外徑面上，電機(jī)前后端蓋緊固在機(jī)殼上，機(jī)殼與機(jī)座剛性聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)子支承于裝配在電機(jī)前后端蓋中的軸承上，串級(jí)繞組套與一機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)配合。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由調(diào)相電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
串級(jí)繞組與電源連接的相序與定子繞組相同，串級(jí)繞組的匝數(shù)可多于或等于定子繞組匝數(shù)，串級(jí)繞組也可采用定子繞組抽頭方式。帶動(dòng)串級(jí)繞組套周向運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是二級(jí)蝸輪副，比一級(jí)蝸輪副傳動(dòng)有更好的自鎖性能。串級(jí)繞組套外徑上還設(shè)有環(huán)形散熱體，串級(jí)繞組套的周向轉(zhuǎn)動(dòng)范圍由β＝180°/P (P為電機(jī)極對數(shù))，由設(shè)于機(jī)殼上的限位開關(guān)控制。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型電機(jī)的軸向剖面圖。
參看圖1，電機(jī)機(jī)殼8內(nèi)裝有一定子繞組9和串級(jí)繞組4，串級(jí)繞組4和定子繞組9均呈軸向排列，串級(jí)繞組4和定子繞組9與電源的連接方式、相序相同。串級(jí)繞組4的匝數(shù)可多于或等于定子繞組9匝數(shù)，也可采用定子繞組抽頭方式構(gòu)成。如串級(jí)繞組電壓與電源電壓不匹配時(shí)可采用變壓器與電源耦合。串級(jí)繞組4固定在串級(jí)繞組套5內(nèi)，串級(jí)繞組套5軸向兩端分別搭接定位在電機(jī)前端蓋3和機(jī)殼8的內(nèi)止口外徑面上，這樣串級(jí)繞組套5就可周向無約束的旋轉(zhuǎn)，此種搭接結(jié)構(gòu)還解決了因電機(jī)工作升溫而產(chǎn)生的熱膨脹鎖死問題，使串級(jí)繞組套徑向定位精度也大大提高?；\形轉(zhuǎn)子10貫穿于定子繞組9和串級(jí)繞組4所包容的圓柱形空間中央。轉(zhuǎn)子軸1支承于裝配在前端蓋3和后端蓋11內(nèi)的軸承2、14上。由于電機(jī)前、后端蓋2和14緊固在機(jī)殼8上，機(jī)殼8與機(jī)座是一體或剛性聯(lián)結(jié)，所以，轉(zhuǎn)子是支承在剛性體上，這樣就避免了轉(zhuǎn)子振動(dòng)和輸出軸1的跳動(dòng)。串級(jí)繞組套5外周設(shè)有環(huán)形散熱片15，其優(yōu)點(diǎn)是散熱面積大，使串級(jí)繞組套散熱效果好。另外串級(jí)繞組套5周向旋轉(zhuǎn)采用環(huán)形散熱片不影響走線。串級(jí)繞組套5與二級(jí)蝸輪副7傳動(dòng)配合，二級(jí)蝸輪副7由調(diào)相電機(jī)驅(qū)動(dòng)，串級(jí)繞組4隨串級(jí)繞組套5一起周向轉(zhuǎn)動(dòng)，就改變了與定子繞組9之間的相位差角，達(dá)到使轉(zhuǎn)子上合電勢變化而轉(zhuǎn)速也同步變化的調(diào)速目的。
根據(jù)需要改變串級(jí)繞組4的匝數(shù)，可以使起動(dòng)特性與調(diào)速范圍變化。本電機(jī)作為普通電機(jī)起動(dòng)時(shí)，可采用兩感應(yīng)電勢反相方式，若轉(zhuǎn)子籠條與轉(zhuǎn)子鐵芯不絕緣情況下，則可利用轉(zhuǎn)子鐵芯的導(dǎo)電作用使電機(jī)具有良好的起動(dòng)特性，此時(shí)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子串電阻特性。如果串級(jí)繞組的匝數(shù)多于定子繞組匝數(shù)，則起動(dòng)時(shí)相當(dāng)于串級(jí)繞組電壓與轉(zhuǎn)子電壓比增大，串級(jí)繞組將產(chǎn)生高于電源電壓的輸出，直接反饋入電網(wǎng)，同時(shí)，也提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；反之，電源電壓將抑制串級(jí)繞組電壓的升高，限制了起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電流，起到了節(jié)能效果。起動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速后，可用調(diào)相電機(jī)6把串級(jí)繞組4調(diào)至與定子繞組9同相正常運(yùn)行。
本電機(jī)作為調(diào)速電機(jī)使用時(shí)，可根據(jù)不同的負(fù)載要求選取不同的串級(jí)繞組匝數(shù)以滿足不同的調(diào)速范圍。例如電機(jī)需要從零轉(zhuǎn)速調(diào)至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，可采用轉(zhuǎn)子籠條與轉(zhuǎn)子鐵芯絕緣，兩感應(yīng)電勢相位差180°方式，并使串級(jí)繞組與定子繞組匝數(shù)相等。電機(jī)轉(zhuǎn)速由零開始，連續(xù)調(diào)節(jié)串級(jí)繞組相位角，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速。當(dāng)串級(jí)繞組磁場超前定子繞組磁場90°時(shí)，串級(jí)繞組將在無功正補(bǔ)償下運(yùn)行。當(dāng)串級(jí)繞組磁場超前定子繞組磁場大于90°時(shí)，串級(jí)繞組進(jìn)入回饋狀態(tài)。對于有特殊要求的情況，可采用閉環(huán)控制，以達(dá)到轉(zhuǎn)速自控的目的。
本實(shí)用新型比86207316.2有許多改進(jìn)之處，實(shí)現(xiàn)了籠形電機(jī)的串級(jí)調(diào)速，比線繞電機(jī)串級(jí)調(diào)速結(jié)構(gòu)簡單，成本大大降低。
權(quán)利要求1.一種如86207316.2專利，利用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)沿徑向分成兩部分的定子之間周向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化的交流可調(diào)速限流起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，其特征是定子分成定子繞組及串級(jí)繞組兩部分，串級(jí)繞組固定在串級(jí)繞組套內(nèi)，串級(jí)繞組套軸向兩端分別搭接定位在電機(jī)前端蓋及機(jī)殼的內(nèi)止口外徑面上，電機(jī)前后端蓋緊固在機(jī)殼上，機(jī)殼與機(jī)座剛性聯(lián)接。轉(zhuǎn)子支承于裝配在電機(jī)前后端蓋上的軸承上，串級(jí)繞組套與機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)配合，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由調(diào)相電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流可調(diào)速限流起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，其特征是串級(jí)繞組與電源連接的相序與定子繞組相同，串級(jí)繞組的匝數(shù)多于或等于定子繞組匝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流可調(diào)速限流起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，其特征是所說機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是二級(jí)蝸輪副，串級(jí)繞組套外徑上設(shè)有環(huán)形散熱片，串級(jí)繞組套的周向轉(zhuǎn)動(dòng)范圍由β＝180°/P決定，(P為電機(jī)極對數(shù))由機(jī)殼上的限位開關(guān)控制。
專利摘要本實(shí)用新型是對本申請人86207316.2專利的改進(jìn)。在籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)中，將定子沿徑向分成定子繞組和串級(jí)繞組兩部分，串級(jí)繞組固定在串級(jí)繞組套內(nèi)，串級(jí)繞組套由二級(jí)蝸輪副帶動(dòng)，可周向轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子貫穿于串級(jí)繞組和定子繞組所包容的圓柱形空間中央，轉(zhuǎn)子支承在兩端剛性體上。串級(jí)繞組的匝數(shù)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，可滿足不同的起動(dòng)要求和實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。
文檔編號(hào)H02K16/04GK2239675SQ9524026
公開日1996年11月6日 申請日期1995年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月7日
發(fā)明者丁一明, 石永祥, 叢生滋 申請人:丁一明, 石永祥, 叢生滋