CN2152340Y

CN2152340Y - 单相调压式调速电动机

Info

Publication number: CN2152340Y
Application number: CN 93225355
Authority: CN
Inventors: 俞士谔
Original assignee: SHANGHAI ELECTRIC MACHINERY TECHNOLOGY INST
Current assignee: SHANGHAI ELECTRIC MACHINERY TECHNOLOGY INST
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2003-03-19

Abstract

一种单相调压式调速电动机，其定子为传统结构，而转子为低电阻率的钢质实心转子，其电阻率不大于1.3×10^-5Ω·cm左右，转子材料可选自铁铜合金、纯铁或铁铜复合材料，且电动机的结构形式为封闭式。并用控制器以卉环方式对调速电动机进行调整，调速范围可达10∶1。在额定负载下下调转速的过程中定子电流变小，从而明显改善了电机性能和降低绕组温升，省去了传统性调速电动机的测速发电机和通风机部件。因而结构简单，价格低廉。

Description

本实用新型涉及调速电动机，具体地涉及单相调压式调速电动机（以下简称单相调速电动机）。

单相调速电动机由控制器和单相电动机构成。具有恒转矩负载特性的单相调速电动机，自70年代开始，国外一些公司已有系列产品供应市场。例如：日本富士公司的PS系列，松下公司的Vpower系列，日立公司的NewPC系列等。作为调速用的单相电动机，有异于一般通用型电动机，需经特殊设计，其特点主要在于：转子导排仍为鼠笼结构，唯采用特殊的铝合金材料；采用闭环系统，通过速度反馈的作用，强迫电动机在低速下稳定运行，并从而实现了较大的调速范围（速比一般为10：1）。但是转子结构较复杂（因其转子铁心由冲有槽形的硅钢片迭成，起导磁的作用；而转子绕组起导电的作用，并采用单鼠笼结构，系通过压铸方式将铝液压入铁心槽内，并同时铸出铁心两侧的端环而形成，为增大电阻，多选用高电阻合金铝），转子制造工艺也较复杂。同时，在电动机的轴上还要装上一只测速发电机，而且现有产品的单相调速电动机，在额定负载下下调转速的过程中定子电流有增大现象，一般增大40－80％，从而使电动机低速性能变差、绕组温度高。为此，将调速电动机的结构作成防护型（非封闭型，且粉尘易进入内部，可靠性较差），并在电动机非轴伸侧，追加一个独立的恒速通风机，使冷风吹入电动机内部，以利散热。从而使电动机产品的价格提高。

为了克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种调速范围广、转子构造简单、价格低廉而且在下调转速时转子电流无增大现象的单相调速电动机。

本实用新型所提供的单相调速电动机包含机壳，固定在机壳两侧的前、后端盖，由装入两端盖的轴承室上的轴承所支持的转轴，装在机壳上并含有主绕组和副绕组的定子，装在转轴上的转子，通过调压方式控制电动机转速的控制器，与副绕组串联的工作电容器；定子由带槽的硅钢板迭成，其主绕组和副绕组嵌在槽中，两绕组相对于空间上的电气角度成正交分布；且上述转子为低电阻率的钢质实心转子，并将调速电动机的结构型式作成封闭式。

本实用新型的优点在于采用了实心转子，使得调速电动机的构造简单，价格低廉，速比可达到10：1，而且转速下调时定子电流的增加还受到抑制，可改善电机性能，降低绕组温升。

以下结合附图对本实用新型的最佳实施例作详细说明，其中

图1为本实用新型的单相调速电动机的部分剖视的主视图，

图2为本实用新型的单相调速电动机的含转轴与转子的转动部分的部分剖视的主视图，

图3为图2中转动部分的A－A剖视图，

图4为含控制器的单相调速电动机的电路图，

图5为本实用新型的单相调速电动机的表示定子电流与转速关系的曲线图。

图6为本实用新型的单相调速电动机的表示转矩与转速关系的曲线图。

参见图1－图3，其中，1为转轴，2为装在转轴1上的轴承，例如滚珠轴承。7为电动机机壳，其左侧装有带轴承室的前端盖3，其右侧装有带轴承室的后端盖8，电动机外壁上安装有一个工作电容器C（未图示），9为装在转轴1的非轴伸侧的冷却用外风叶，显然外风叶也可以装在转轴1的另一侧。4为压入机壳7的定子，定子4采用传统的结构，它由多片带槽的硅钢板迭成，例如，采用0.5mm厚的硅钢板，其主绕组和副绕组嵌在槽中，两绕组相对于空间上的电气角度成正交分布。5为紧紧地套在转轴1上的转子，转子3呈圆筒状，其截面为圆环形。此转子5为低电阻率的实心钢体，它兼有导磁、导电的作用，实心转子的材质的电阻率以不大于1.3×10^－5Ω·cm左右为最佳，可供选用的转子材料有铁铜合金、纯铁（0号钢）、或铁铜复合材料等，转子5的长度1最好等于或略大于定子迭片长度，而其厚度d最好大于各运转速度下渗透深度的最大值，可取为10－30mm。此外6为接线盒，在电气上与电源及控制器相连。10为装在后端盖8上的风罩。从图中还可以看出调速电动机的结构型式为封闭式。

参见图4，图4为含控制器的单相调速电动机的电路图，其中a、b为连接单相交流电源的端子，13为控制器，通过调压来调节电动机的转速，它可以装在电动机的上部或分开安放。L₁为定子的主绕组，L₂为定子的副绕组，C为工作电容器，它与副绕组L₂串联后经a、b端子与电源相连。主绕组L₁与控制器13中的可控硅SCR串联后经a、b端子与电源相连，14为触发装置，与可控硅SCR的控制极相连，触发装置14产生触发脉冲加到可控硅SCR的控制极，通过触发脉冲的移相改变可控硅SCR的导通时间，这可用常规的含RC移相电路和双基极二极管的触发电路或用含RC移相电路和触发二极管的触发电路，并用电阻可变的电位器来调压。此外，也可以采用可控硅整波导通、而触发脉冲频率可调的方式进行调压，还可以采用触点式自耦变压器来改变主绕组L₁上的电压来进行调压，从而进行电动机的速度控制。本实用新型可以用开环控制，从而可省去测速发电机，并简化控制线路。

参见图5、图6，表示出本实用新型所提供的调速电动机的最高转速可以达到传统型调速电动机规定的转速上限；转速下调过程中，利用滑差频率增大时的集肤效应，转子电阻逐步增大，抑制了定子电流的增加（见图5），图5中n为转速，Nmax为最高额定转速，I为定子电流，实线为本实用新型的单相调速电动机的定子电流－转速曲线，而虚线为传统型调速电动机的相应曲线。通过比较，本实用新型通过抑制定子电流的增加而在改善电机性能和降低绕组温升方面，有着使本专业技术人员意想不到的效果。此外，图6表示本实用新型的转矩特性，速比达到10：1，电机在低速范围内也能长期稳定运转。图6中M为转矩，n为转速，M_n为额定转矩，Nmax为最高额定转速，N_syn为同步转速。

本实用新型所提供的单相调速电动机适用于恒转矩负载场合，特别适用于要求调速范围大能无级调速的场合。与当前采用的变频调速方式相比，它具有造价低廉，低速下噪声小和二相功率平衡等优点。且起动转矩大，并具有自制动功能。本调速电动机可广泛用于与包装、食品、卷绕、木工机械配套、流水作业线和其他需要无级调速的场合，作小型电动机用。

当用220V，50HZ电源，定子为6极时无级调速的变化范围为800－80转／分（10：1）。

Claims

1、一种单相调压式调速电动机，包含机壳，固定在机壳两侧的前、后端盖，由装入端盖的轴承室的轴承所支持的转轴，装在机壳上并含有主绕组和副绕组的定子，装在转轴上的转子，通过调压、控制电动机转速的控制器，与定子的副绕组串联的工作电容器，上述定子由带槽的硅钢板迭成，其主绕组和副绕组嵌在槽中，两绕组相对于空间上的电气角度成正交分布，其特征在于上述转子为低电阻率的钢质实心转子，且上述调速电动机的结构型式为封闭式。

2、如权利要求1所述的调速电动机，其特征在于上述实心转子的电阻率不大于1.3·10^－5Ωcm左右

3、如权利要求2所述的调速电动机，其特征在于上述转子由铁铜合金、纯铁、或铁铜复合材料制成。

4、如权利要求1所述的调速电动机，其特征在于上述实心转子的长度等于或略大于定子迭片长度，而其厚度大于在各运转速度下渗透深度的最大值。

5、如权利要求4所述的调速电动机，其特征在于上述厚度为10－30mm。

6、如权利要求1所述的电动机，其特征在于在上述转轴的非轴伸侧装有冷却用的外风叶而不设独立的恒速通风机。

7、如权利要求1所述的调速电动机，其特征在于上述控制器为可控硅调压装置。