專利名稱：交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別是一種交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電機(jī)。
目前國內(nèi)所采用的調(diào)速電機(jī)有以下幾種交流鼠籠式變極調(diào)速電機(jī)只能進(jìn)行分檔調(diào)速，而不能進(jìn)行平滑的無級調(diào)速，因此，其應(yīng)用范圍較小。
繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級調(diào)速不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)子需配備龐大的整流及速度控制柜，而且控制繁瑣、運(yùn)行功率因數(shù)低，其價(jià)格也很昂貴。
電磁滑差離合器式電機(jī)該機(jī)雖具有運(yùn)行可靠、控制簡單的特點(diǎn)，但其體積、重量比普通電機(jī)都大的多，因而，在許多場合無法安裝和使用，又因該機(jī)滑差離合器工作在200℃左右，易燃易爆，在多纖維及易燃易爆場合不能使用。
變頻調(diào)速電機(jī)是目前發(fā)達(dá)國家應(yīng)用較廣的機(jī)種，國內(nèi)也引進(jìn)過數(shù)條生產(chǎn)線，但其主要元器件不能夠國產(chǎn)，而且其售價(jià)高于一般電機(jī)的幾倍至幾十倍，維修困難，因此，不適合我國國情，無法推廣使用。
在電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域一直沿用的直流電機(jī)雖具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但因其有換向器，因而在易燃易爆的石化行業(yè)及多塵土的環(huán)境中不易采用，再加上其電機(jī)壽命很短、不易維修，所以，其應(yīng)用范圍也受到了一定的局限性。
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)和不足，而提供一種帶有復(fù)合式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)子電阻可隨電機(jī)轉(zhuǎn)速而變化的交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電機(jī)，其目的之二是通過加深轉(zhuǎn)子槽深和裝配高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構(gòu)成高阻抗鼠籠轉(zhuǎn)子。以達(dá)到在調(diào)速高速運(yùn)行時(shí)具有普通感應(yīng)式電機(jī)的低電阻、高效率、高特性硬度，而工作在低速段時(shí)又具有高轉(zhuǎn)子電阻的實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)的良好調(diào)速線性特性。
本實(shí)用新型的效果在于由于在鼠籠轉(zhuǎn)子外部加裝了一個(gè)鋼套并采用了深槽式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，所以，對現(xiàn)有感應(yīng)式鼠籠電機(jī)的其它部件無需改動(dòng)，轉(zhuǎn)子的外形尺寸也不變，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，改裝方便的特點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)子外部的鋼套，在低速時(shí)可起到電路作用，而在高速時(shí)可起到磁路的作用，在轉(zhuǎn)速不同時(shí)其兩種作用可相互轉(zhuǎn)換，從而獲得良好的調(diào)速性能。
由于在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)以及深槽式轉(zhuǎn)子，因而構(gòu)成了高阻抗鼠籠轉(zhuǎn)子。使電機(jī)在調(diào)速高速運(yùn)行轉(zhuǎn)速時(shí)具有普通電機(jī)的高效率、高特性硬度，而在低速段時(shí)又具有高轉(zhuǎn)子電阻的實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)的良好調(diào)速線性，并具有很高的比功。
本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)是通過下面的技術(shù)方案達(dá)到的在現(xiàn)有交流鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子外部設(shè)計(jì)了一鋼套，并采用了深槽式的轉(zhuǎn)子，同時(shí)在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構(gòu)成了具有高阻抗的轉(zhuǎn)子，達(dá)到了轉(zhuǎn)子電阻隨轉(zhuǎn)速而變化的良好調(diào)速性能和高效率、低發(fā)熱的要求。
本實(shí)用新型是由下面的實(shí)施例及其附圖實(shí)現(xiàn)的

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是圖1中深槽式轉(zhuǎn)子槽磁力線分布圖。
圖3是圖1中深槽式轉(zhuǎn)子槽電流分布圖。
圖4是圖1中的復(fù)合轉(zhuǎn)子低速時(shí)電磁場分布圖。
圖5是復(fù)合轉(zhuǎn)子中速時(shí)電磁場分布圖。
圖6是復(fù)合轉(zhuǎn)子高速時(shí)電磁場分布圖。
圖7是本實(shí)用新型調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖。
下面將結(jié)合實(shí)施例及其附圖1－7對本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)及其原理進(jìn)行詳細(xì)的說明本實(shí)用新型是在現(xiàn)有交流感應(yīng)式電機(jī)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)的，它由永磁式三相測速發(fā)電機(jī)1、電機(jī)機(jī)殼2、機(jī)殼2內(nèi)部的定子3、端環(huán)8與轉(zhuǎn)軸固套的轉(zhuǎn)子6、鼠籠條5、控制電路及外風(fēng)機(jī)7構(gòu)成，其特征在于在轉(zhuǎn)子6與定子3之間套裝有一鋼套4，轉(zhuǎn)子是由高阻合金的鼠籠條5和端環(huán)8構(gòu)成的高阻抗的鼠籠轉(zhuǎn)子6。參見圖1鼠籠轉(zhuǎn)子是深槽式的鼠籠轉(zhuǎn)子6，鋼套4與轉(zhuǎn)子6固套。
現(xiàn)將本實(shí)用新型的工作機(jī)理簡述如下從感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性可知，要想使電機(jī)得到良好的調(diào)速線性和高效率，則必須滿足其轉(zhuǎn)子電阻要大于rR，而且是越大越好，所以我們采用了高阻合金的鼠籠條和端環(huán)構(gòu)成了高阻抗的新型轉(zhuǎn)子6，但是當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻加大后，又容易使電機(jī)發(fā)熱而效率降低，為解決這一難題，本實(shí)用新型采取了加深轉(zhuǎn)子槽深和加裝鋼套4的方案來解決這一問題。
因?yàn)樵诘退贂r(shí)，電機(jī)漏抗大，由于漏抗，槽底部導(dǎo)體分布電流很少(參見圖2和圖3)，甚至接近于零。而電流多集中于鼠籠條5的上部，這種情況等于實(shí)際上減小了導(dǎo)條截面積，增大了轉(zhuǎn)子電阻，使電機(jī)在保持臨界轉(zhuǎn)矩情況下，降低能耗、減少發(fā)熱，解決了現(xiàn)有電機(jī)在低速時(shí)因滑差電勢過大而產(chǎn)生的能耗大，發(fā)熱嚴(yán)重的問題。
在高速時(shí)，電流的外擠現(xiàn)象消失，電流均勻流過導(dǎo)條的上下部，此時(shí)，相當(dāng)于導(dǎo)條的截面積加大，而轉(zhuǎn)子電阻減少，因此，通過加深槽深，利用深槽的外擠效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的電阻隨轉(zhuǎn)速變化的要求。(參見圖2和圖3)本實(shí)用新型中的鋼套4的作用機(jī)理闡述如下復(fù)合轉(zhuǎn)子6在低速工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子電流的外擠效應(yīng)，主磁通感應(yīng)使轉(zhuǎn)子鋼套4產(chǎn)生渦流，其渦流轉(zhuǎn)矩作用使電機(jī)旋轉(zhuǎn)工作(參見圖4)，此時(shí)，由于電流的外擠效應(yīng)，鋼套4內(nèi)、高阻抗轉(zhuǎn)子6內(nèi)幾乎沒有電流或只有很小的電流流過，尤其在空載時(shí)其作用幾乎為零，此時(shí)，復(fù)合轉(zhuǎn)子主要是鋼套在起電路的作用，而鋼套電阻率為鋁套的5～6倍，其形成了夾心轉(zhuǎn)子電機(jī)，因而電機(jī)具有良好的低速調(diào)速特性，即相當(dāng)于兩個(gè)電機(jī)的作用。
在中速時(shí)，轉(zhuǎn)子6電流頻率逐漸降低，轉(zhuǎn)子電流外擠效應(yīng)隨轉(zhuǎn)速升高而逐漸削弱，因而主磁通部分穿過鋼套與高阻抗的轉(zhuǎn)子相作用，鼠籠條中有相應(yīng)的電流流過，而轉(zhuǎn)速越高電流越大，此時(shí)，復(fù)合轉(zhuǎn)子總電阻為鋼套電阻加部分導(dǎo)條及端環(huán)電阻，總電抗也隨其變化，電機(jī)滑差損耗逐漸變小。(參見圖5)在高速時(shí)，在電機(jī)主磁通作用下，轉(zhuǎn)子電流的頻率有時(shí)接近1－3赫，電機(jī)鋼套內(nèi)的高阻抗轉(zhuǎn)子6的導(dǎo)條、端環(huán)由于擠流現(xiàn)象消失而全部均勻地通過電流，所以，轉(zhuǎn)子總電阻為最小狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)的調(diào)速特性很硬，呈高轉(zhuǎn)速、大力矩輸出狀態(tài)，使電機(jī)整機(jī)效率高、而發(fā)熱少，此時(shí)鋼套基本上處于磁路工作狀態(tài)。(參見圖6)由上可見，本實(shí)用新型中的復(fù)合轉(zhuǎn)子的鋼套可隨轉(zhuǎn)速的不同而起到電路與磁路作用相互轉(zhuǎn)換的功能。該機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)的晶閘管降壓調(diào)速或磁放大器降壓調(diào)速調(diào)節(jié)其給定電壓11的大小，以得到不同的工作速度。其調(diào)速系統(tǒng)電路原理參見圖7，本實(shí)用新型的調(diào)速電機(jī)的每相繞組均與磁放大器9串聯(lián)，用以調(diào)壓。電抗器控制繞組由直流放大器10、即JDIA控制盒供電，其輸出信號電壓為預(yù)設(shè)電壓Vgd和測速發(fā)電機(jī)1的反饋電壓Vsf之差成正比，測速發(fā)電機(jī)1裝在調(diào)速電動(dòng)機(jī)軸上，(參見圖1)。為獲得硬度較高的機(jī)械特性，由積分式無差負(fù)反饋放大器組成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型所描述的電機(jī)重量比同功率的其它調(diào)速電機(jī)降低30％～60％，而占地面積只有YCT180－4A電機(jī)的50％、JZS2－51－2電機(jī)的25％，是一種體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)速電機(jī)。可廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵中。
權(quán)利要求1.一種交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動(dòng)機(jī)，由永磁式三相測速發(fā)電機(jī)1、電機(jī)機(jī)殼2、機(jī)殼2內(nèi)部的定子3、端環(huán)8與轉(zhuǎn)軸固套的轉(zhuǎn)子6、鼠籠條5、控制電路及外風(fēng)機(jī)7構(gòu)成；其特征在于在轉(zhuǎn)子6與定子3之間套裝有一鋼套4，轉(zhuǎn)子是由高阻塞合金的鼠籠條5和端環(huán)8構(gòu)成的高阻抗的鼠籠轉(zhuǎn)子6。
2.按照權(quán)利要求1所述的交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于鼠籠轉(zhuǎn)子是深槽式的鼠籠轉(zhuǎn)子6，鋼套4與轉(zhuǎn)子6固套。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種交流感應(yīng)式復(fù)合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在現(xiàn)有交流鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子外部設(shè)計(jì)了一鋼套，并采用了深槽式的轉(zhuǎn)子，同時(shí)在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構(gòu)成了具有高阻抗的轉(zhuǎn)子，達(dá)到了轉(zhuǎn)子電阻隨轉(zhuǎn)速而變化的良好調(diào)速性能和高效率、低發(fā)熱的要求。
文檔編號H02K17/02GK2096156SQ9122330
公開日1992年2月12日 申請日期1991年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月20日
發(fā)明者邢寶林 申請人:北京市海淀區(qū)高電精密儀器技術(shù)公司