專利名稱：三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電機(jī)，特別涉及一種輸入三相交流電源，通過對(duì)電源電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。
目前，調(diào)速最好的是直流電動(dòng)機(jī)，其次是單相串激整流子電動(dòng)機(jī)，三相串級(jí)無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，這三種電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子全是線繞式，前兩種電機(jī)設(shè)有換向器，后一種電機(jī)有滑環(huán)，全有機(jī)械接觸的電刷。電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，不能制造高壓電機(jī)，使用范圍受到限制。中國專利“96110104.0鼠籠式交流調(diào)速電機(jī)”提供了一種鼠籠式變極、移相相結(jié)合的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，雖然調(diào)速范圍寬，但是定子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定子變極使定子繞組接線復(fù)雜，機(jī)械移相需要機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這些都使定子制造和電氣控制復(fù)雜化。
本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)制作一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，不需設(shè)置換向器、電刷機(jī)械部件，利用變壓器原理，將三相交流電送到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上，再給轉(zhuǎn)子電流提供一個(gè)三相定子磁場，轉(zhuǎn)子電流與這個(gè)定子磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電源電壓，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是如下實(shí)現(xiàn)的一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼、端蓋、輸出軸，其定子有兩套6極繞組，每套繞組分別集中繞制在空間位差120°的3個(gè)獨(dú)立磁極上，設(shè)極靴，兩套6極繞組空間正交相間均布在定子上，一套繞組上為三相交流電源，另一套繞組為通過電容器移相90°后的三相交流電源；轉(zhuǎn)子為直槽鼠籠型。
定子繞組極身可以是凸極或隱極；當(dāng)定子兩套繞組參數(shù)差別較大時(shí)，以送電為主的繞組極身變窄，不設(shè)極靴，以勵(lì)磁為主的繞組極身加寬，設(shè)極靴。
本實(shí)用新型的工作原理是，定子繞組為集中繞制成獨(dú)立的磁極式，如同變壓器的一次繞組，WA、WB、WC為一套繞組，接三相電源，WLA、WLB、WLC為另一套繞組，接由電容器移相90°后的三相電源，6個(gè)極均布在定子上，一套繞組所在極空間位差120°，另一套繞組所在極空間位差120°，相應(yīng)的WA與WLA、WB與WLB、WC與WLC繞組所在極空間位差180°；轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條，相當(dāng)于降壓變壓器的二次繞組。
加在WA、WB、WC一套繞組上的電壓分別為UA、UB、UC，加在WLA、WLB、WLC另一套繞組上的電壓分別為ULA、ULB、ULC， 電壓ULA導(dǎo)前UA90°，電壓ULB導(dǎo)前UB90°，電壓ULC導(dǎo)前UC90°，所以磁場ΦLA導(dǎo)前ΦA(chǔ)90°，磁場ΦLB導(dǎo)前ΦB90°，磁場ΦLC導(dǎo)前ΦC90°，這些磁通在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的電流滯后原磁通90°。ΦA(chǔ)與ΦB、ΦB與ΦC、ΦC與ΦA(chǔ)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦLC、ΦLA、ΦLB，而且電流與磁場相位相同，同樣，ΦLA與ΦLB、ΦLB與ΦLC、ΦLC與ΦLA在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦC、ΦA(chǔ)、ΦB，而且電流與磁場相位相反，相位差180°。利用變壓器原理，送電到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的感生電流與同相位或反相位的定子磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，如同直流電動(dòng)機(jī)原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩一樣。本實(shí)用新型產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的區(qū)別在于，本實(shí)用新型由一套繞組供給轉(zhuǎn)子感生電流，另一套繞組提供定子磁場，供給轉(zhuǎn)子電流和提供定子磁場是兩個(gè)磁場產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；而異步電動(dòng)機(jī)，定子旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，在導(dǎo)條中感生電流與旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，供給轉(zhuǎn)子電流與提供定子磁場是一個(gè)磁場。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型是利用直流電動(dòng)機(jī)原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)三相電源電壓，即可實(shí)現(xiàn)大范圍無級(jí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。它的各種特性同于單相串激整流子電動(dòng)機(jī)的特性，接近直流電動(dòng)機(jī)的特性。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本較低，無需換向器、無電刷機(jī)械部件。電動(dòng)機(jī)三相電源采用電容器移相取得相位差為90°的兩個(gè)三相電源。運(yùn)行可靠，故障率低，功率因數(shù)高(CosΦ＞0.8)，調(diào)速特性好，調(diào)速范圍寬(＞5∶1)。本實(shí)用新型適用于起吊設(shè)備，節(jié)能型風(fēng)機(jī)、水泵，需調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，特別適用獨(dú)立電源系統(tǒng)，如柴油發(fā)電機(jī)車牽引電動(dòng)機(jī)，不需要電容器移相，發(fā)電機(jī)可供給相位差為90°的兩個(gè)三相電源。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述

圖1是本實(shí)用新型三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造示意圖圖2是圖1的A-A剖面圖圖3是定子兩套繞組參數(shù)差別較大時(shí)的構(gòu)造示意圖由圖1、2可見，本實(shí)用新型的三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子1、定子2、機(jī)殼3、端蓋4、輸出軸5，其定子有兩套6極繞組，WA、WB、WC為一套繞組，集中繞制在空間位差120°的3個(gè)獨(dú)立磁極上，接三相電源，WLA、WLB、WLC為另一套繞組，集中繞制在空間位差120°的3個(gè)獨(dú)立磁極上，接由電容器移相90°后的三相電源，設(shè)極靴6，兩套6極繞組空間正交相間均布在定子上，相應(yīng)的WA與WLA、WB與WLB、WC與WLC繞組所在極空間位差180°；加在兩套繞組上的兩個(gè)三相交流電源電壓相位差≈90°；轉(zhuǎn)子為直槽鼠籠型，轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條相當(dāng)于降壓變壓器的二次繞組。
加在WA、WB、WC一套繞組上的電壓分別為UA、UB、UC，加在WLA、WLB、WLC另一套繞組上的電壓分別為ULA、ULB、ULC，電壓ULA導(dǎo)前UA90°，電壓ULB導(dǎo)前UB90°，電壓ULC導(dǎo)前UC90°，所以磁場ΦLA導(dǎo)前ΦA(chǔ)90°，磁場ΦLB導(dǎo)前ΦB90°，磁場ΦLC導(dǎo)前ΦC90°，這些磁通在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的電流滯后原磁通90°。ΦA(chǔ)與ΦB、ΦB與ΦC、ΦC與ΦA(chǔ)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦLC、ΦLA、ΦLB，而且電流與磁場相位相同，同樣，ΦLA與ΦLB、ΦLB與ΦLC、ΦLC與ΦLA在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦC、ΦA(chǔ)、ΦB，而且電流與磁場相位相反，相位差180°。
如圖1所示的定子電流和磁通的瞬時(shí)方向，用右手定則判斷6根導(dǎo)條中感生電流的方向，導(dǎo)條1、2、4中電流應(yīng)從1、2、4中向外流出，導(dǎo)條3、5、6中電流應(yīng)由3、5、6進(jìn)入。用左手定則判斷導(dǎo)條中產(chǎn)生電磁力的方向，結(jié)果6根導(dǎo)條中產(chǎn)生的電磁力形成轉(zhuǎn)矩的方向是一致的，全部使轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖中，IA、IB、IC、ILA、ILB、ILC為瞬時(shí)電流。
由圖3可見，當(dāng)定子兩套繞組參數(shù)差別較大時(shí)，以送電為主的繞組WA、WB、WC極身變窄，不設(shè)極靴，以勵(lì)磁為主的繞組WLA、WLB、WLC極身加寬，設(shè)極靴。
權(quán)利要求1.一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼、端蓋、輸出軸，其特征是，定子有兩套6極繞組，每套繞組分別集中繞制在空間位差120°的3個(gè)獨(dú)立凸磁極上，設(shè)極靴，兩套6極繞組空間正交相間均布在定子上，一套繞組上為三相交流電源，另一套繞組為通過電容器移相90°后的三相交流電源；轉(zhuǎn)子為直槽鼠籠型。
2.如權(quán)利要求1所述的三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是，定子繞組的兩套繞組的極身是隱極。
3.如權(quán)利要求1所述的三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是，定子的兩套繞組中，以送電為主的繞組極身變窄，不設(shè)極靴，以勵(lì)磁為主的繞組極身加寬，設(shè)極靴。
專利摘要一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī),其特征是,定子有兩套6極繞組,每套繞組分別集中繞制在空間位差120°的3個(gè)獨(dú)立磁極上,兩套6極繞組空間正交相間均布在定子上,一套繞組上為三相交流電源,另一套繞組為通過電容器移相90°后的三相交流電源;轉(zhuǎn)子為直槽鼠籠型。優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,制造方便。功率因數(shù)高,調(diào)速范圍寬,通過調(diào)節(jié)電壓,即可無級(jí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。適用于各種需要調(diào)速的設(shè)備,電氣機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K17/02GK2367013SQ9920125
公開日2000年3月1日 申請(qǐng)日期1999年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月3日
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