專利名稱：三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電機，特別涉及一種輸入三相交流電源，通過對電源電壓調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)轉速的電動機。
目前，調(diào)速最好的是直流電動機，其次是單相串激整流子電動機，三相串級無級調(diào)速電動機，這三種電動機的結構，轉子全是線繞式，前兩種電機設有換向器，后一種電機有滑環(huán)，全有機械接觸的電刷。電機結構復雜，故障率高，不能制造高壓電機，使用范圍受到限制。中國專利“96110104.0鼠籠式交流調(diào)速電機”提供了一種鼠籠式變極、移相相結合的交流調(diào)速電動機，雖然調(diào)速范圍寬，但是定子結構復雜，定子變極使定子繞組接線復雜，機械移相需要機械傳動機構，這些都使定子制造和電氣控制復雜化。
本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足，設計制作一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，不需設置換向器、電刷機械部件，利用變壓器原理，將三相交流電送到電動機轉子上，再給轉子電流提供一個三相定子磁場，轉子電流與這個定子磁場作用產(chǎn)生電磁轉矩，驅動轉子轉動，通過調(diào)節(jié)電動機電源電壓，實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)電動機轉速的目的。
本實用新型的技術方案是如下實現(xiàn)的一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，包括轉子、定子、機殼、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個獨立磁極上，設極靴，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；轉子為直槽鼠籠型。
定子繞組極身可以是凸極或隱極；當定子兩套繞組參數(shù)差別較大時，以送電為主的繞組極身變窄，不設極靴，以勵磁為主的繞組極身加寬，設極靴。
本實用新型的工作原理是，定子繞組為集中繞制成獨立的磁極式，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°，相應的WA與WLA、WB與WLB、WC與WLC繞組所在極空間位差180°；轉子的導條，相當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導前UA90°，電壓ULB導前UB90°，電壓ULC導前UC90°，所以磁場ΦLA導前ΦA90°，磁場ΦLB導前ΦB90°，磁場ΦLC導前ΦC90°，這些磁通在轉子導條中感生的電流滯后原磁通90°。ΦA與ΦB、ΦB與ΦC、ΦC與ΦA在轉子導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在轉子導條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦC、ΦA、ΦB，而且電流與磁場相位相反，相位差180°。利用變壓器原理，送電到電動機轉子上，轉子導條中的感生電流與同相位或反相位的定子磁場作用，產(chǎn)生電磁轉矩，驅動轉子轉動，如同直流電動機原理產(chǎn)生電磁轉矩一樣。本實用新型產(chǎn)生驅動轉矩與異步電動機產(chǎn)生驅動轉矩的區(qū)別在于，本實用新型由一套繞組供給轉子感生電流，另一套繞組提供定子磁場，供給轉子電流和提供定子磁場是兩個磁場產(chǎn)生電磁轉矩；而異步電動機，定子旋轉磁場切割轉子導條，在導條中感生電流與旋轉磁場作用，產(chǎn)生電磁轉矩，供給轉子電流與提供定子磁場是一個磁場。
本實用新型的優(yōu)點是本實用新型是利用直流電動機原理產(chǎn)生電磁轉矩，所以調(diào)節(jié)電動機三相電源電壓，即可實現(xiàn)大范圍無級調(diào)節(jié)電動機轉速的目的。它的各種特性同于單相串激整流子電動機的特性，接近直流電動機的特性。結構簡單，制造方便，成本較低，無需換向器、無電刷機械部件。電動機三相電源采用電容器移相取得相位差為90°的兩個三相電源。運行可靠，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)。本實用新型適用于起吊設備，節(jié)能型風機、水泵，需調(diào)速的生產(chǎn)機械，特別適用獨立電源系統(tǒng)，如柴油發(fā)電機車牽引電動機，不需要電容器移相，發(fā)電機可供給相位差為90°的兩個三相電源。
以下結合附圖及實施例，對本實用新型作進一步的描述

圖1是本實用新型三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機的構造示意圖圖2是圖1的A-A剖面圖圖3是定子兩套繞組參數(shù)差別較大時的構造示意圖由圖1、2可見，本實用新型的三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，包括轉子1、定子2、機殼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個獨立磁極上，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個獨立磁極上，接由電容器移相90°后的三相電源，設極靴6，兩套6極繞組空間正交相間均布在定子上，相應的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三相交流電源電壓相位差≈90°；轉子為直槽鼠籠型，轉子的導條相當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導前UA90°，電壓ULB導前UB90°，電壓ULC導前UC90°，所以磁場ΦLA導前ΦA90°，磁場ΦLB導前ΦB90°，磁場ΦLC導前ΦC90°，這些磁通在轉子導條中感生的電流滯后原磁通90°。ΦA與ΦB、ΦB與ΦC、ΦC與ΦA在轉子導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在轉子導條中感生的合成電流恰好分別通過磁場ΦC、ΦA、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方向，用右手定則判斷6根導條中感生電流的方向，導條1、2、4中電流應從1、2、4中向外流出，導條3、5、6中電流應由3、5、6進入。用左手定則判斷導條中產(chǎn)生電磁力的方向，結果6根導條中產(chǎn)生的電磁力形成轉矩的方向是一致的，全部使轉子按順時針方向轉動。圖中，IA、IB、IC、ILA、ILB、ILC為瞬時電流。
由圖3可見，當定子兩套繞組參數(shù)差別較大時，以送電為主的繞組WA、WB、WC極身變窄，不設極靴，以勵磁為主的繞組WLA、WLB、WLC極身加寬，設極靴。
權利要求1.一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，包括轉子、定子、機殼、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個獨立凸磁極上，設極靴，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；轉子為直槽鼠籠型。
2.如權利要求1所述的三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，其特征是，定子繞組的兩套繞組的極身是隱極。
3.如權利要求1所述的三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機，其特征是，定子的兩套繞組中，以送電為主的繞組極身變窄，不設極靴，以勵磁為主的繞組極身加寬，設極靴。
專利摘要一種三相調(diào)壓式鼠籠型無級調(diào)速電動機,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個獨立磁極上,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;轉子為直槽鼠籠型。優(yōu)點是:結構簡單,制造方便。功率因數(shù)高,調(diào)速范圍寬,通過調(diào)節(jié)電壓,即可無級調(diào)節(jié)電動機轉速。適用于各種需要調(diào)速的設備,電氣機車的牽引電動機。
文檔編號H02K17/02GK2367013SQ9920125
公開日2000年3月1日 申請日期1999年2月3日 優(yōu)先權日1999年2月3日
發(fā)明者張?zhí)m階 申請人:張?zhí)m階