CN2140587Y - 交流感应式调速电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种定子调压交流感应式调 整电动机，结构是在鼠笼转子电路的端环上加装一个 耦合环并以高阻铝合金制成鼠笼条和端环。该耦合 环类似在电机转子电路内接入一个变压器，低速时其 次级电流使转子电阻加大，随着电机转速增高，转子 电流频率下降，最后耦合环失去作用。达到了电机转 子电阻随转速变化而实现电机良好的无级调整性能 和高力能指标。

Description

本实用新型涉及一种旋转电机，是一种鼠笼式交流电机在转子电路的端环上加装耦合环并采用高阻铝合金制造鼠笼条和端环的交流调压调速电动机。

目前代表国际水平的交流调速电动机，系变频调速电动机。该机靠电子系统将50／60赫芝的交流电进行频率变换后，再供给感应式电动机使之进行调速的电动机，该机售价为普通电机的十几倍，其主要电子器件尤其是用以输出功率的达林顿营不能国产因而使本来维修困难的电机，又加上了配件问题，该电机对使用环境要求十分苛刻，因而亦限制了该机的使用范围，这种电机在我国国情下，难于推广。

我国目前沿用的电磁滑差离合器式电机及异步换向器式电机，分别由于体积过大，结构复杂，力能指标低、低速段转速脉动滑差离合器工作在200K以上高发热，已不适应要求，更不能制成防爆型电机满足化工、石油……煤矿等易燃易爆的环境调速驱动的需求。

另外应用在鼠笼转子外径上与定子之间加装钢套（或铜铁合金套筒）的复合转子调速电动机，因在其主磁路上加装了低导磁率，高磁损耗的钢套，其钢套与定子主磁通构成了主回路，而高导磁率低磁耗的硅钢片转子铁心，仅在强磁通下穿透极少量磁通所以仅起到二次回路作用，而电机主磁通在钢套中形成高热大损耗至使电机的功率因数和效率均降低20％以上，因此该原理制成的调速电动机不但不节能反而增加了20％×20％的电机损耗，因而不能实现商品转化。另外市场上YHT力矩式调速电机耗能大发热高难推广。

本实用新型目的之一，在于克服上述现有的缺点，而提供一种体积仅与普通电机大小相仿〈调速电机一般体积为普通电机一倍〉而安装尺寸一致，简单可靠的交流调速电动机，作为我国调速电机的普通及型，进一步进行防爆扩大应用于石油、化工……煤矿 行业满足调速驱动的需求；目的之二为实现调速电动机与普通电机直接互换代用；目的之三，对我国保用中巨量普通电机进行技术改装达到节能调速，节省国家大量基建投资。

本实用新型效果在于；本实用新型的电机其转子电阻能随转速变化而实现电机良好的无级调速性能，并具有高力能指标。

本实用新型对现在丫系列电机生产厂无须增加投资即可转产且可加速资金周转。

本实用新型易达到矿用电器设备标准要求，制成防爆电机，本实用新型电控箱仅为变频调速重量的1／2，其整机售价仅为其1／3且性能相近，可相互替代。

本实用新型应用磁放大器作调压电源时，可进行群控，其成本更接近于普通电机。用于矿山，供电660V系统时晶闸管电源的电子器件易于解决。

本实用新型目的的实现是通过下列技术方案达到的：

在普通交流感应电动机转子电路的端环上，加装耦合环并采用高阻铝合金制造鼠笼条和端环，达到了调速电机转子电阻随转速而变化的目的。获得了良好的无级调速性能和与普通电机相同的高出出力、高转速、高力能指标。本实用新型是通过电机定子调压进行调速的。

本实用新型由如下实施例及附图实现的：

图1，本实用新型结构原理图

图2，本实用新型与晶闸管调压电源组成的″风机、水泵开环控制调压调速电机系统图″。

图3，本实用新型与晶闸管调压电源组成的″晶闸管调压调速电动机闭环控制系统图″。

图4，本实用新型应用″磁放大器调压调速电动机闭环群控系统图″。

本实用新型的具体结构及原理，就附图1～4说明于下：

本实用新型依国家基本电机系列基础上，派生设计的结构为：电机机座1、定子2、转子3、端环4、鼠笼条11、耦合环5、端盖6、电机风扇7、风罩8、轴10组成，在进行闭环控制时另装测速元件9，另部件基本与普通电机通用。

其特征在于鼠笼转子上由特殊高阻铝合金制成的鼠笼条11装于转子3中，及端环4；装于转子电路端环上的耦合环5。

〈参见图1〉

本实用新型工作原理简述如下：

根据电机原理，感应电机欲获得高比功，在一定条件下转子电阻值越小则特性越硬，效率越高。

感应电动机欲获得调速特性，转子电阻值需符合下式要求

γ₂′＝ (2·Sm·γ₁(λm-Km))/((1/sm+Sm)-2λm)

式中γ₂′转子电阻折算值 γ₁定子电阻

λm临界滑差率    λm过载倍数

Km起动转矩倍数

因此感应电机要获得大的比功与获得调速特性对转子电阻要求是矛盾的，一个希望越小越输出高指标一个转子阻值不超过某一数值电机不能调速而铸铝转子一旦制成，其转子电阻难有大的变化，因而普通电机不能调速。

本实用新型电机工作在高速段时，鼠笼式电机随着转速升高，其转子电流的频率越来越低，当接近额定转速时频率仅有几周〈赫芝〉和直流相差无几，这时由于转子漏抗不等而引起了转子电流在鼠笼条中外挤的现象随之消失，耦合环中亦几乎没有感应电流产生因而耦合环的作用随着电机转速升高逐渐减弱以至消失，此时电机转子电阻与无上述装置的普通电机等效，因而调速电机在高速段能输出大功率、高转速和具优良的力能指标。

当电机调速时随着电机转速下调转子电流频率逐步上升，转速接近低速下限时，转子电流频率最高，耦合环中感应出最大电流产生很大涡流损耗从而增加了转子电阻，可以认为在转子电路中接入了一个变压器其环内涡流则是次级电流，配合转子槽形设计采用高电阻铝合金制成的鼠笼条加剧了鼠笼电机共有的电流外挤效应使转子电阻随电机转速变化，在低速时转子电阻呈大电阻值因而获得良好的调速特性。

由于上述耦合环和高阻铝合金鼠笼条、端环使转子电路电阻随电机转速变化解决了电机高力能指标输出与获得电机调速特性对转子电阻要求的矛盾。

本实用新型与调压控制系统的组合：

本实用新型配用开环控制调压系统组成的调速电动机，该系统由控制回路与主回路组成，控制回路采用集成化元件，设置三相输出相位同步及电压平衡电路、软起动、相位判别、内外调节环节、采用高达35KHz调制脉冲大大降低触发功耗，主回路采用模块式晶闸管，由此构成的系统由一个电位器给定转速指令而相应调压的电控系统与本实用新型调速电机组成风机水泵调速系统（图2）。

本实用新型与晶闸管调压闭环调速系统组成的调速电动机，该系统按工作转速需要由给定电位器给出一个转速给定电压Ugn与实测电机转速的测定元件的负反馈电压Upn通过ST环节相比较得偏差电压△U＝Ugn－Upn经转速调节环节输出控制电压U_K再经触发器CF 输出控制角α，以控制调压装置双向晶闸管的导通相位角达到控制本调速电动机。该系统速度精度可达＜2％。〈见图3〉

本实用新型配用磁放大器调压闭环群控调速系统，该系统主回路系由交直流联合激磁的可变电压磁放大器，当直流激磁电流逐渐变化时电抗随之变化达到调压目的，其闭环控制电路与（图3）相同该系统组成群控调速电动机组合。

该系统优点：安全、简单、可靠。缺点：重量相对较重，但用于一机控制多台电机该缺点即不突出。相应成本获得大幅度降低易于推广应用。〈见图4〉

Claims (2)

1、一种交流感应式调速电动机，由电机机座1、装在机座1内部的定子2、转子3、由鼠笼条11、端环4、耦合环5构成，端盖6、电机风扇7、控制电路及测速元件9构成，其特征在于：在转子3上的鼠笼条11和端环4系由特殊高阻铝合金制成，在端环4上装有耦合环5，构成本感应式调速电动机转子3。

2、按照权利要求1所述的交流感应式调速电动机，其特征  在于：鼠笼转子的鼠笼条11、端环4、系由特殊高阻铝合金制成，在端环4上的耦合环5。

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