專利名稱：鼠籠式交流調速電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輸出轉速能夠無級調節(jié)的鼠籠式交流調速電機。
目前，鼠籠式電機調速方式主要有①變極調速；②變頻調速；③電磁調速。此外，還有將鼠籠式電機的定子一分為二，用絲桿螺母加杠桿驅動其中一個定子轉動以改變兩旋轉磁場空間相位差的移相調速方案和在兩定子間加配移相器或改變接法的移相調速方案。上述方案各有不足。變極調速效率雖高但為有級調速，得不到平滑的調速性能。變頻調速需價格昂貴的變頻器，除維修不便、影響系統(tǒng)的可靠性外，適用于大功率(如110千瓦以上)或中高壓(如6千伏)鼠籠式電機的變頻器將不易實現(xiàn)或無法實現(xiàn)。電磁調速結構復雜，效率較低。移相調速可實現(xiàn)轉速的無級調節(jié)，在零至額定轉速范圍內調速時，移相最大可能的機械角為180°，但用絲杠螺母加杠桿驅動單個定子的移相方式顯然無法實現(xiàn)這樣大的轉角，調速范圍受到移相方式的限制。在兩定子間變繞組接法的移相方案是有級調速，加配移相器使得電機結構變得更為復雜，成本增加，可靠性降低。大范圍內調速時效率降低，特別是在低速時效率低是移相調速的不足。
本發(fā)明的目的是提供一種轉速能無級調節(jié)，調速范圍寬，可靠性高，性能價格比高，結構簡單，控制方便，在低速和在大范圍內調速時都具有高效率的鼠籠式交流調速電機。
本發(fā)明的目的是將變極和移相調速原理相結合來實現(xiàn)的。移相調速原理是當兩獨立磁路的定子繞組的旋轉磁場旋向一致，轉速相等且在同一軸線上并排布置時，位于這兩個旋轉磁場中的轉子回路內合成感應電勢產(chǎn)生的感應電流的大小和相位取決于兩旋轉磁場的空間相位差，根據(jù)轉子電流、轉差率、轉矩之間的關系可知，改變兩旋轉磁場的空間相位差(即改變兩定子在同一軸線上的空間相對轉角)即可對電機的輸出轉速進行連續(xù)調節(jié)。變極和移相調速原理結合，將電機的輸出轉速按不同極對數(shù)對應的同步轉速劃分為若干轉速區(qū)間，在每一同步轉速對應的轉速區(qū)間內進行移相調速。這種變極后再移相的調速方式，其效率將高于固定極對數(shù)的大轉速范圍內的移相調速方式，特別是在低轉速時也能具有高效率。
本發(fā)明采用不同以往的移相方式和結構。把原鼠籠式電機的一個定子設計成功率相等，結構完全相同的兩個定子，其繞組按變極對數(shù)調速原理設計成P對極，加長轉子。通過固定在箱式機座上的傳動機構與兩定子機械聯(lián)接，驅動兩定子作旋向相反的轉動，以改變兩旋轉磁場的空間相位差。
上述傳動機構包括移相齒輪和傳動齒輪組，移相齒輪與傳動齒輪組嚙合聯(lián)接，傳動齒輪組與定子外徑上安裝的一個完整直齒輪的四分之一齒圈嚙合聯(lián)接。移相齒輪為錐齒輪，傳動齒輪組為同軸安裝的錐齒輪和直齒輪。
由于采用了上述傳動機構，作用在兩定子上的相同反力矩，通過傳動齒輪組傳遞到移相齒輪，在移相齒輪軸上的合成力矩為零。與驅動單個定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驅動定子所需力矩和功率極小，僅需克服摩擦力矩即可驅動定于，定子在摩擦力矩的作用下可以穩(wěn)定停留在所需的任意位置。本發(fā)明在不移相時，是一臺變極調速電機，在不變極對數(shù)時，是一臺移相調速電機，當變極對數(shù)和移相調速相結合時，具有調速范圍寬，在整個調速范圍內效率高，可靠性高，快速性好，性能價格比高，控制功率極小，容易實現(xiàn)大功率和中高壓電機無極調速的優(yōu)點，且可提供三種調速方式供選擇。


圖1為本發(fā)明的縱剖面結構示意圖；圖2為移相調速原理轉子折算后的單相等效電路圖。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
電機的定子4設計成兩個功率相等，結構完全相同的定子，其繞組按變極對數(shù)調速原理設計成P對極，轉子3的鐵芯長度與兩定子4鐵芯的最大端面距相等；定子4的外徑上裝有一個完整直齒輪的四分之g齒圈，采用箱式機座5以利電機的散熱，兩定子4在機座5內軸向被限位，但可轉動，在箱式機座5上固定有移相齒輪7和傳動齒輪組6，移相齒輪7和傳動齒輪組6嚙合聯(lián)接，傳動齒輪組6與定子4外徑上的四分之一齒圈嚙合聯(lián)接，可驅動定子4同時作旋向相反的轉動，以改變兩旋轉磁場的空間相位差。兩組傳動齒輪結構參數(shù)相同，每個定子轉動角度相同，單個定子只須旋轉180°/2P，即可使任一極對數(shù)定子繞組旋轉磁場的相位差達到180°。移相齒輪7為錐齒輪，傳動齒輪組6為同軸安裝的錐齒輪和直齒輪，移相齒輪7的驅動方式可以是手動，也可以是自動。由于移相齒輪7和傳動齒輪組6的嚙合關系，使得作用在兩定子上的相同反力矩傳遞到移相齒輪7后，在移相齒輪7齒輪軸上的合力矩為零，與驅動單個定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驅動定子所需力矩和功率極小，并可使定子穩(wěn)定地停留在所需的任意位置。三相電源可直接接入定子繞組。圖1中1為風罩，2為風扇，8為定位環(huán)，9為左右端蓋，10為左右軸承蓋，11為軸承。
圖2是移相調速原理轉子折算后的單相等效電路，圖中r1、x1σ為定子繞組每相銅損電阻及漏電抗；rm、xm為定子繞組每相鐵損電阻及激磁電抗；r2′/s、x′2σ為轉子繞組折算后的等效電阻和漏電抗，S為轉差率；
為兩定子繞組的相電壓；移相時有相位差；
為轉子繞組上的感應電勢，移相時有相位差。
權利要求
1.一種鼠籠式交流調速電機，包括兩個定子(4)和一個轉子(3)，箱式機座(5)，其特征是兩定子(4)采用變極對數(shù)設計，結構相同，通過固定在箱式機座(5)上的傳動機構與定子(4)機械聯(lián)接，驅動定子(4)作旋向相反的轉動。
2.如權利要求1所述的鼠籠式交流調速電機，其特征是所說的傳動機構包括移相齒輪(7)和傳動齒輪組(6)，移相齒輪(7)與傳動齒輪組(6)嚙合聯(lián)接，傳動齒輪組(6)與定子外徑上安裝的四分之一齒圈嚙合聯(lián)接。
3.如權利要求2所述的鼠籠式交流調速電機，其特征是所說的移相齒輪(7)為錐齒輪，傳動齒輪組(6)為同軸安裝錐齒輪和直齒輪。
全文摘要
本發(fā)明是一種輸出轉速能無級調節(jié)的鼠籠式交流調速電機。包括兩個定子和一個轉子。兩定子繞組按變極對數(shù)設計,結構相同,通過固定在箱式機座上的傳動機構與定子機械聯(lián)接,驅動兩定子作旋向相反的轉動,以改變兩旋轉磁場的相位差。本發(fā)明由于將變極對數(shù)和移相調速原理相結合,故具有調速范圍寬,調速范圍內效率高,可靠性高,性能價格比高,容易實現(xiàn)大功率和中高壓電機無級調速的優(yōu)點,且可提供三種調速方式。
文檔編號H02K16/00GK1169614SQ9611010
公開日1998年1月7日 申請日期1996年6月29日 優(yōu)先權日1996年6月29日
發(fā)明者盧詠林 申請人:盧詠林