專利名稱：鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸出轉(zhuǎn)速能夠無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)。
目前，鼠籠式電機(jī)調(diào)速方式主要有①變極調(diào)速；②變頻調(diào)速；③電磁調(diào)速。此外，還有將鼠籠式電機(jī)的定子一分為二，用絲桿螺母加杠桿驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)定子轉(zhuǎn)動(dòng)以改變兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)空間相位差的移相調(diào)速方案和在兩定子間加配移相器或改變接法的移相調(diào)速方案。上述方案各有不足。變極調(diào)速效率雖高但為有級(jí)調(diào)速，得不到平滑的調(diào)速性能。變頻調(diào)速需價(jià)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(jī)的變頻器將不易實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)。電磁調(diào)速結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率較低。移相調(diào)速可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，在零至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)速時(shí)，移相最大可能的機(jī)械角為180°，但用絲杠螺母加杠桿驅(qū)動(dòng)單個(gè)定子的移相方式顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣大的轉(zhuǎn)角，調(diào)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(jí)調(diào)速，加配移相器使得電機(jī)結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，成本增加，可靠性降低。大范圍內(nèi)調(diào)速時(shí)效率降低，特別是在低速時(shí)效率低是移相調(diào)速的不足。
本實(shí)用新型的目的是提供一種轉(zhuǎn)速能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍寬，可靠性高，性能價(jià)格比高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，在低速和在大范圍內(nèi)調(diào)速時(shí)都具有高效率的鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)。
本實(shí)用新的目的是將變極和移相調(diào)速原理相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。移相調(diào)速原理是當(dāng)兩獨(dú)立磁路的定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋向一致，轉(zhuǎn)速相等且在同一軸線上并排布置時(shí)，位于這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子回路內(nèi)內(nèi)合成感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和相位取決于兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的空間相位差，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系可知，改變兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的空間相位差(即改變兩定子在同一軸線上的空間相對(duì)轉(zhuǎn)角)即可對(duì)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。變極和移相調(diào)速原理結(jié)合，將電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速按不同極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速劃分為若干轉(zhuǎn)速區(qū)間，在每一同步轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)進(jìn)行移相調(diào)速。這種變極后再移相的調(diào)速方式，其效率將高于固定極對(duì)數(shù)的大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的移相調(diào)速方式，特別是在低轉(zhuǎn)速時(shí)也能具有高效率。
本實(shí)用新型采用不同以往的移相方式和結(jié)構(gòu)。把原鼠籠式電機(jī)的一個(gè)定子設(shè)計(jì)成功率相等，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個(gè)定于，其繞組按變極對(duì)數(shù)調(diào)速原理設(shè)計(jì)成P對(duì)極，加長(zhǎng)轉(zhuǎn)子。通過(guò)固定在箱式機(jī)座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與兩定子機(jī)械聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)兩定子作旋向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的空間相位差。
上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移相齒輪和傳動(dòng)齒輪組，移相齒輪與傳動(dòng)齒輪組嚙合聯(lián)接，傳動(dòng)齒輪組與定子外徑上安裝的一個(gè)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(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)，作用在兩定子上的相同反力矩，通過(guò)傳動(dòng)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(qū)動(dòng)單個(gè)定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驅(qū)動(dòng)定子所需力矩和功率極小，僅需克服摩擦力矩即可驅(qū)動(dòng)定子，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。本實(shí)用新型在不移相時(shí)，是一臺(tái)變極調(diào)速電機(jī)，在不變極對(duì)數(shù)時(shí)，是一臺(tái)移相調(diào)速電機(jī)，當(dāng)變極對(duì)數(shù)和移相調(diào)速相結(jié)合時(shí)，具有調(diào)速范圍寬，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)效率高，可靠性高，快速性好，性能價(jià)格比高，控制功率極小，容易實(shí)現(xiàn)大功率和中高壓電機(jī)無(wú)極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)，且可提供三種調(diào)速方式供選擇。


圖1為本實(shí)用新型的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為移相調(diào)速原理轉(zhuǎn)子折算后的單相等效電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
電機(jī)的定子4設(shè)計(jì)成兩個(gè)功率相等，結(jié)構(gòu)完全相同的定子，其繞組按變極對(duì)數(shù)調(diào)速原理設(shè)計(jì)成P對(duì)極，轉(zhuǎn)子3的鐵芯長(zhǎng)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(gè)完整直齒輪的四分之g齒圈，采用箱式機(jī)座5以利電機(jī)的散熱，兩定子4在機(jī)座5內(nèi)軸向被限位，但可轉(zhuǎn)動(dòng)，在箱式機(jī)座5上固定有移相齒輪7和傳動(dòng)齒輪組6，移相齒輪7和傳動(dòng)齒輪組6嚙合聯(lián)接，傳動(dòng)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(qū)動(dòng)定子4同時(shí)作旋向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的空間相位差。兩組傳動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，每個(gè)定子轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同，單個(gè)定子只須旋轉(zhuǎn)180°/2P，即可使任一極對(duì)數(shù)定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相位差達(dá)到180°。移相齒輪7為錐齒輪，傳動(dòng)齒輪組6為同軸安裝的錐齒輪和直齒輪，移相齒輪7的驅(qū)動(dòng)方式可以是手動(dòng)，也可以是自動(dòng)。由于移相齒輪7和傳動(dòng)齒輪組6的嚙合關(guān)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(qū)動(dòng)單個(gè)定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驅(qū)動(dòng)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(fēng)罩，2為風(fēng)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(diào)速原理轉(zhuǎn)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、x2σ＇為轉(zhuǎn)子繞組折算后的等效電阻和漏電抗，S為轉(zhuǎn)差率；1、2為兩定子繞組的相電壓；移相時(shí)有相位差；
為轉(zhuǎn)子繞組上的感應(yīng)電勢(shì)，移相時(shí)有相位差。
權(quán)利要求1.一種鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)，包括兩個(gè)定子(4)和一個(gè)轉(zhuǎn)子(3)，箱式機(jī)座(5)，其特征是兩定子(4)采用變極對(duì)數(shù)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)相同，通過(guò)固定在箱式機(jī)座(5)上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與定子(4)機(jī)械聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)定子(4)作旋向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)，其特征是所說(shuō)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移相齒輪(7)和傳動(dòng)齒輪組(6)，移相齒輪(7)與傳動(dòng)齒輪組(6)嚙合聯(lián)接，傳動(dòng)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(quán)利要求2所述的鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)，其特征是所說(shuō)的移相齒輪(7)為錐齒輪，傳動(dòng)齒輪組(6)為同軸安裝錐齒輪和直齒輪。
專利摘要本實(shí)用新型是一種輸出轉(zhuǎn)速能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)。包括兩個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子。兩定子繞組按變極對(duì)數(shù)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)相同，通過(guò)固定在箱式機(jī)座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與定子機(jī)械聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)兩定子作旋向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變兩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相位差。本實(shí)用新型由于將變極對(duì)數(shù)和移相調(diào)速原理相結(jié)合，故具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速范圍內(nèi)效率高，可靠性高，性能價(jià)格比高，容易實(shí)現(xiàn)大功率和中高壓電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)，且可提供三種調(diào)速方式。
文檔編號(hào)H02K16/04GK2266836SQ96213130
公開(kāi)日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1996年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月29日
發(fā)明者盧詠林 申請(qǐng)人:盧詠林