CN1604433A - 转矩自适应绕线型电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于大转矩启动的绕线电动机，它包括定子、转子。电机外壳上无转子电路接线盒及电刷。转子上有铁芯、转子线圈及离心控制器。离心控制器包括三个性能一样的离心滑动变阻器和用于安装离心滑动变阻器的盘体。本转矩自适应绕线电机在启动时将设定的电阻串入转子线圈电路，在转子达到额定或设定转速的过程中，离心控制器自动将电阻从转子电路中逐渐去除，从而完成大转矩启动。当电机负载增加，转速下降，离心控制器自动将适当阻值的电阻串入转子，使转矩增加。其外加启动电阻不使用电刷及滑环和转子线圈相连。整机外型与普通鼠笼电机一样，体积小、重量轻、结构紧凑、高效实用，日常维护方便，且制造成本很低。

Description

转矩自适应绕线型电动机

                               技术领域

本发明涉及三相异步交流电动机，更具体地说，本发明涉及绕线型三相异步交流电动机的定子和转子。

                               背景技术

绕线电动机转矩可调，启动转矩大。对于启动转矩要求高的地方，比如移动床鞍、横梁、起重机等，现在一般都使用绕线型交流电动机。在某些情况下它具有鼠笼式交流电动机不可比拟的优点。但普通绕线型交流电动机的价格较鼠笼式交流电动机偏高，制造、维护也较不方便，且其体笨大，外接线头多。因此绕线型交流电动机在现实生活中常用在鼠笼式交流电动机不宜使用的场所。又因为普通绕线型交流电动机的电阻是人为或继电器控制，阻值变化只有两个状态，即：启动时电阻串入电机转子线圈，启动完成时电阻不串入转子线圈。普通绕线型交流电动机严格地说，它只有在启动的时候才具有调节转矩的功能。其电阻值调节不连续，导致其转矩调节不连续，且不能随电动机负载的波动而适时变化，故其输出转矩的调节不够理想。普通绕线型交流电动机在结构上的缺陷大大限制了绕线型交流电动机在工农业中使用。

                               发明内容

为克服现有绕线型交流电动机的体积大、外接线头多、转子外接阻值调节不连续、转矩调节粗糙、过载能力不高及装配工艺性差的弊端，本发明提供一种结构合理、实用性强，过载能力大，输出转矩自适应连续可调，且重量轻、日常维护方便，制造成本低的转矩自适应绕线型交流电动机。

本转矩自适应绕线型电动机通过以下技术方案予以实现。

为了实现本发明的目的，该转矩自适应绕线型电动机主要由安装了离心控制器的电机转子和绕有电枢绕组的电机定子组成。

其所述的离心控制器是由三个离心滑动变阻器呈放射状互成120度角均匀安装在离心控制器盘体上构成的。每个离心滑动变阻器包括导槽、电阻、离心滑块、定位轴、弹簧。离心滑块上带有滑动触头。该触头与电阻和定位轴有良好接触。导槽及定位轴用来限定离心滑块的位置及运动轨迹。弹簧用来平衡在转动时由离心滑块产生的离心力。离心滑动变阻器对弹簧弹性要求是，在转子达到额定或设定转速的1/2前，其位置不能偏过原长的1/3；当转子达到额定或设定的转速时，其离心滑块要到达变阻器的另一端。在电机接线时，将转子线圈的三个绕组抽头一端相联为一个公共端，另一端分别引出，各连于定位轴的一端，再从各电阻的靠近外缘一端引出导线，将其接合在一起。

将绕线型电动机启动所用电阻安装于离心滑动变阻器上；将所述离心控制器安装在转子轴上使其与转子固连转动。当电动机启动时，转速为零，离心控制器将事先设定的启动电阻串入转子线圈电路中；在电动机转速增加的过程中，在离心滑动变阻器上，由离心滑块产生的离心力压缩弹簧，离心滑块带着变阻器触点向电阻另一端移动，使串入转子线圈的电阻值减小；最后当电机达到额定或事先设定的转速时，离心滑动变阻器中串入转子线圈的电阻减小到零，从而将电阻从转子电路中去除。完成大转矩启动的要求。正常工作时，当负载突然增加，转速下降，离心滑块产生的离心力减小，弹簧伸长，离心滑块又带着变阻器的触点向回移动，从而自动将电阻串入转子线圈，使电动机转矩增加。电机转速下降得越多，离心滑块离起始端越近，串入转子线圈的电阻越大，电动机转矩增加量也越大，以此来及时适应电机负载的变化。

本转矩自适应绕线型电动机具有以下优点。

1、定子外壳上省去了常见的电阻线圈接线盒，定子腔中省去了电刷，整个定子与普通鼠笼电机结构一样，重量轻、结构更简单、稳定。

2、转子上省去了常见的滑环，转子电路不必使用导线引出，使结构简单，紧凑，稳定。

3、日常维护方便、便宜。

4、制造简单，省去很多复杂结构，装配工艺性好，生产成本低，整机体积大幅度减小。

                               附图说明

图1是本发明的离心控制器俯视图；

图2是本发明的转子略图；

图3是本发明的电路图。

                             具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细描述。

本实例是一台移动横梁用转矩自适应绕线电动机。设其额定转速为1460r/min。当电机转速达到1400r/min时，可认为启动完成。启动要求电阻为R₀，导槽长度为L。

该绕线电动机由一个绕有电枢绕组的电机定子、一个装有离心控制器的电机转子、两个端盖、壳体、轴承等组成。

电机定子由定子铁心和电枢绕组构成，其结构同鼠笼交流异步电动机的定子及其电枢绕组。

其转子结构见图2，转子除具有普通绕线电动机的转轴7、转子绕组9外，在转轴7上固装有离心控制器8。

见图1，其所述离心控制器包括三个性能一样的离心滑动变阻器，该滑动变阻器呈放射状均布在离心控制盘体1上，互成120度角。每个离心控制变阻器包括导槽2、电阻3、离心滑块4、定位轴5、弹簧6。离心滑块4上带有触头。该触头与电阻3和定位轴5有良好接触。启动所用电阻R₀安装于导槽2的底部。导槽2及定位轴5用来限定离心滑块4的位置及运动轨迹。弹簧6用来平衡离心滑块4随轴转动时产生的离心力。对弹簧弹性要求是在转子达到750r/min前，其位置不能偏过1/3L；当转子转速达到设定的1400r/min时，其离心滑块4可到达变阻器的图示B端。

其转子电路联接如图3。电阻12对应图1中个导槽2中的电阻3，即R₀。将转子线圈的三个绕组抽头一端相联于公共端O，另一端分别引出，以一相为例置于定位轴A端，由电阻的B端引出。将从B端引出的三根导线联为公共端P。在图1上，转子线圈抽头接于定位轴A点，电阻B端接于公共端P。

当电动机启动时，转速为零，离心滑块4位于图1中的A位置，事先设定的启动电阻R₀串入转子线圈电路中；在电动机转速增加的过程中，在离心滑动变阻器上，由离心滑块4产生的离心力压缩弹簧6，离心滑块4带着变阻器触点向变阻器B端移动，使串入转子线圈的电阻值减小；最后当电机达到设定的转速1400r/min时，离心滑块移动到B端，串入转子线圈的电阻减小到零，从而将电阻从转子电路中去除，完成大转矩启动的要求。正常工作时，当负载突然增加，转速下降到低于1400r/min时，离心滑块4产生的离心力减小，弹簧伸长，离心滑块4又带着变阻器的触点向A端移动，从而自动将电阻串入转子线圈，使电动机转矩增加。电机转速下降得越多，离心滑块4离A端越近，串入转子线圈的电阻越大，电动机转矩增加量越大，以此来及时适应电机负载的变化。

在完成上述制作和装配后，其他零部件的制作和装配按常规进行。

本实施例适合大转矩启动或环境不平稳的工况下运行，体积小、重量轻、结构紧凑、维护方便、输出转矩大、过载能力强，性能优越、运行平稳可靠。

Claims (3)

1、一种转矩自适应绕线型电动机，包括电机定子和电机转子，其特征是，转子上装有离心控制器，所述离心控制器由离心滑动变阻器和用于安装离心滑动变阻器的盘体组成，所述的离心滑动变阻器包括导槽、定位轴、弹簧、离心滑块和电阻。

2、根据权利要求书1所述的绕线型电动机，其特征是，所述的离心控制器包括三个性能一样的离心滑动变阻器

3、根据权利要求书2所述的绕线型电动机，其特征是，所述的三个离心滑动变阻器呈放射状均布在离心控器盘体上。