CN1062815A

CN1062815A - 交流异步虾笼式变速电机

Info

Publication number: CN1062815A
Application number: CN 91112635
Authority: CN
Inventors: 李宜唐; 杨国权; 傅尚智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1992-07-15

Abstract

一种交流异步电机的改进。该电机主要由外壳、主轴、定子铁芯、定子线圈、转子铁芯和转子线圈等组成，主轴上设有轴套和蜗轮调节机构，轴套上套有变频铁芯和变频线圈，变频铁芯和定子铁芯之间装有内空式转子铁芯和U形转子线圈。该电机不需另加附属设备，即可在0～100％的额定转速范围内调速。

Description

本发明涉及一种交流异步电机的改进。

本发明以前的电机调速都是采用电机本体以外设计调速的方法，例如：在绕线机JR外接电阻;变频器（富士山肯、三菱等）和可控硅串级调速是采用晶闸管等电子器件来改变电源频率;滑差则是在电机之外另加电磁离合器。上述方法都需另加附属设备和部件，如115KW的可控硅串级调速，除原JR电机的体积和重量外，其附属电子设备的体积竟达原电机的12倍，其重量为原电机的2倍。另外，外接电阻调速电机具有耗能多，有滑环火花，容量小的缺陷;电磁滑差调速电机具有耗能多、体积大、笨重的缺陷;可控硅串级调速电机具有谐波污染、有摩擦火花、体积庞大、价格昂贵、维修难等缺陷，而PWM变频电机具有谐波污染和无线电干扰、价格昂贵等缺陷。

本发明的目的在于克服上述调速电机存在的缺陷，提供一种不需另加附属设备、体积小、重量轻、价格便宜、无火花和摩擦、工作可靠、维修简单的新型交流异步变速电机。

本发明的任务是通过以下措施完成的：该交流异步虾笼式变速电机包括外壳、端盖、轴承、主轴、定子铁芯、定子线圈、小端环和大端环等，在主轴上增设一个轴套，轴套与安装在主轴上并可使轴套相对于主轴旋转±180°的蜗轮调节机构连接，轴套上设有变频铁芯和变频线圈，变频铁芯和定子铁芯之间装有内空式转子铁芯和U形转子线圈，转子铁芯的外圈为转子矽钢片，内圈为转子芯矽钢片，小端环和变频矽钢片，内圈与外圈之间设有加强套。

本发明的调速原理为（参照图3）：在转子绕组中引入一个附加电热Ek，此Ek可与由定子产生的主磁场φ₁感应的转子电势E2方向相反，削减转子电流I₂的有功分量，即可减速。但附加电势Ek不是一件容易的事，因为普通异步电机的转子频率f₂在不断地变化，启动时S＝1，f₂＝f₁＝50HZ，而运行时，f₂＝2HZ左右，如果要制造成异步调速电机，则f₂在0～50HZ的范围内变动。而且要求Ek与E2在任何瞬时频率相等，为此，本发明在内空式转子铁芯内另加一个由变频铁芯和变频线圈组成的电磁式的变频头。即除主旋转磁场φ₁（同步转速n₀₁）外，又引进第二个电气旋转磁场φ₃（n₀₃），φ₃与U形转子线圈内侧较短的导电条互相作用，产生反电势Ek、n₀₁与n₀₃同方向旋转，但由于蜗轮调节机构可使φ₃在空间相位变化±180°，即可使Ek对E2的相位调节±180°（见图4），从而使电机转速在0～100%额定转速范围内调节。

另外，从图5中可知，ΔE2的幅值变化范围为0～

E2之间，而ΔE2的相位超前E245～90°，合成ΔE2的变化轨迹为半圆，故本发明除有调速功能外，还具有改善功率因素的效果。

总之，本发明与已有的调速电机相比，具有以下优点：1、不需另外增加附属设备，即可使电机在0～100%的额定转速范围内调速;2、该变速电机的功率因素可调节，COSψ可达到1，甚至超前，故该机效率可高于普通异步鼠笼电机（JO2和Y系列）的1～3%，如10KW电机η≥87.5～90%;3、体积小、重量轻、造价低，适合制造大、中、小各种容量的电机;4、由于该电机没有电刷、换向片和滑环，故不会产生火花和摩擦，工作安全可靠，维修简单;5、由于该电机全部是正弦波电磁作用，故无任何谐波污染电源。

本发明的具体结构由附图和实施例给出。

图1为本发明的纵剖面装配示意图;

图2为图1中转子铁芯7的详细结构图;

图3为本发明的原理图;

图4为电气线路图;

图5为ΔE2向量的变化图。

下面结合附图和实施例对本发明作更为详细的描述。

实施例：

参照图1、图2，该交流异步虾笼式变速电机由外壳1、端盖2、轴承3、主轴4、定子铁芯5、定子线圈6和转子组件组成。主轴4上装有轴套11，轴套11与安装在主轴4上并可使轴套11相对于主轴4旋转±180°的蜗轮调节机构12连接，轴套11上装有变频铁芯9和变频线圈10，变频铁芯9和定子铁芯5之间装有内空式转子铁芯7和U形转子线圈8，转子铁芯7的外圈为转子矽钢片14，内圈包括转子芯矽钢片15、小端环17和变频矽钢片16，内圈与外圈之间装有加强套13，转子矽钢片14的左端装有大端环18。

本发明的工作原理如下：由定子铁芯5和定子线圈6产生主旋转磁场φ₁，在U形转子线圈8的上部相互作用产生电势E2及电流I₂，I₂与φ₁互相电磁作用产生电动力，使电机旋转，变频铁芯9和线圈10产生第二旋转磁场φ₃，在U形转子线圈8的下部产生反电势Ek，蜗轮调节机构12带动变频线圈10旋转±180°，即使φ₃在空间相位变化±180°，从而可使Ek的相位变化±180°，实现电机转速在0～100%额定转速范围内调节。

Claims

1、一种交流异步虾笼式变速电机，包括外壳1、端盖2、轴承3、主轴4、定子铁芯5、定子线圈6、小端环17和大端环18，其特征在于：主轴4上增设有轴套11，轴套11与安装在主轴4上并可使轴套11相对于主轴4旋转±180°的蜗轮调节机构12连接，轴套11上设有变频铁芯9和变频线圈10，变频铁芯9和定子铁芯5之间装有内空式转子铁芯7和U形转子线圈8，转子铁芯7的外圈为转子矽钢片14，内圈为转子芯矽钢片15、小端环17和变频矽钢片16，内圈与外圈之间设有加强套13。