CN2410812Y - 三相异步电动机 - Google Patents

Abstract

三相异步电动机包括笼型和绕线转子型三相异步电动机,主轴上固定有由环形变压器和附加电阻构成的频敏变阻器,该环形变压器的初级绕组与转子绕组连接,次级绕组与附加电阻连接,从而构成自身具有频敏变阻器的三相异步电动机。

Description

三相异步电动机

本实用新型涉及三相异步电动机包括笼型三相异步电动机和绕线转子三相异步电动机，特别是具有频敏变阻器的的笼型三相异步电动机和绕线转子三相异步电动机。

众所周知，三相异步电动机可分为绕线转子三相异步电动机和笼型三相异步电动机。

现有的笼型三相异步电动机具有高速运行时转差小、转子损耗小、效率高等优点，但起动性能、变速性能较差。例如，不能满足重载起动、特别是频繁重载起动的要求，除了通过定子绕组变极实现调速之外，其它变速方式都必须使用电机外部的控制装置(例如变频器、调压器、变阻器等)，不仅综合成本增加，而且安装空间增大。

现有的绕线转子三相异步电动机通过设置在电机外部的频敏变阻器，可在起动过程中利用频敏变阻器的等效电阻随转子电流频率的增减而增减的特性，自动平滑地完成整个起动过程。但是，为提高功率因数增大起动转矩，这种频敏变阻器的铁心以铸铁或厚钢板制成，并且铁心和线圈外部增设由黄铜或铝制成的圆筒形的次级绕组，故体积较大、成本较高，作为绕线转子三相异步电动机必须配备的外部设备需增加设备投资并占用较大的安装空间。

本实用新型的目的是，提供具有频敏变阻器的三相异步电动机包括具有频敏变阻器的笼型三相异步电动机和具有频敏变阻器的绕线转子三相异步电动机。

为实现上述目的，本实用新型对现有的三相异步电动机包括笼型三相异步电动机和绕线转子三相异步电动机进行了如下改进。

本实用新型的权利要求1所说的笼型三相异步电动机，具有定子绕组、转子铁心、位于转子铁心两端的与形成于转子铁心槽内的转子绕组电气上相连接的端环以及与所说转子铁心连结成一体的主轴，其特征是：所说主轴上固定有由环形变压器和附加电阻构成的频敏变阻器，所说环形变压器具有硅钢片制成的环形铁心，该环形铁心上绕有2P个(2P为电机极数，下同)初级绕组与2P个次级绕组，所说附加电阻是以电阻丝绕制而成；所说两个端环中的一个端环上开有2P个切口；所说端环上2P个切口各自的两侧分别经连接线与所说2P个初级绕组中相应的一个初级绕组的两端连接，所说2P个次级绕组彼此串联后经连接线与所说附加电阻连接。

按照这种结构，本实用新型的笼型三相异步电动机本身具有环形变压器和附加电阻，从而构成阻抗随频率增减而增减的频敏变阻器，转子绕组通过开有切口的端环与该频敏变阻器相连接，从而构成转子串电阻结构，可以改善电机的起动性能。所说环形变压器的铁心以硅钢片制成，所说附加电阻以电阻丝绕制而成，有利于减小环形变压器和附加电阻的体积以便于固定在电机主轴上。

本实用新型的权利要求2所说的笼型三相异步电动机，其特征是，所说由电阻丝绕制而成的附加电阻具有抽头。

按照这种结构，由于附加电阻具有抽头，因此，能够通过抽头改变该附加电阻连接在次级绕组中的有效电阻值的大小而改变电机的起动性能与运行性能，并且可实现电机的转子串电阻调速运行。

本实用新型的权利要求3所说的笼型三相异步电动机，其特征是，所说附加电阻位于电机外部，所说主轴上开有供连接线穿过的通孔。

按照这种结构，附加电阻设置在电机外部，因此，特别是对于具有抽头的附加电阻，能够方便地通过抽头改变附加电阻连接在次级绕组中的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动性能与运行性能，并便于进行电机的转子串电阻调速运行。而且，还可以改善附加电阻的散热，减少该部分的损耗发热对电机温升的影响，特别是对大容量电机和封闭式电机具有积极的意义。通过主轴上开设的通孔供连接该附加电阻与装设在电机内部的环形变压器的次级绕组的连接线穿过。

本实用新型权的利要求4所说的笼型三相异步电动机，其特征是，所说定子绕组具有可该将定子绕组按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

按照这种结构，可利用定子绕组所具有的抽头，将所说定子绕组按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接。因此，还能够进行定子调压调速。

本实用新型的权利要求5所说的绕线转子三相异步电动机，具有定子绕组、接成星形的转子绕组以及与转子铁心连结成一体的主轴。其特征是：所说主轴上固定有由环形变压器和附加电阻构成的频敏变阻器，所说环形变压器具有硅钢片制成的环形铁心，该环形铁心上绕有接成星形的3个初级绕组以及接成星形的3个次级绕组，所说附加电阻由接成星形的3个电阻构成，该3个电阻均以电阻丝绕制而成；所说接成星形的3个初级绕组的非公共端分别经连接线与所说接成星形的转子绕组的非公共端连接，所说接成星形的3个次级绕组的非公共端分别经连接线与所说接成星形的3个电阻的非公共端连接。

按照这种结构，本实用新型的绕线转子三相异步电动机本身具有由环形变压器和附加电阻构成的阻抗随频率增减而增减的频敏变阻器，转子绕组与该频敏变阻器相连接，因此，能够不使用外部设备而获得与使用现有频敏变阻器的现有绕线转子异步电动机类似的性能，具有降低投资成本减少占地空间的效果。所说附加电阻以电阻丝绕制而成，有利于减小环形变压器和附加电阻的体积以便于固定在电机主轴上。

本实用新型的权利要求6所说的绕线转子三相异步电动机，其特征是，所说由电阻丝绕制而成的3个电阻均并具有抽头。

按照这种结构，由于附加电阻具有抽头，因此，能够通过抽头改变该附加电阻连接在次级绕组中的有效电阻值的大小而改变电机的起动性能与运行性能，并且可实现电机的转子串电阻调速运行。

本实用新型的权利要求7所说的绕线转子三相异步电动机，其特征是，所说附加电阻位于电机外部，所说主轴上开有供所说连接线穿过的通孔。

按照这种结构，附加电阻设置在电机外部，因此，特别是对于具有抽头的附加电阻，能够方便地通过抽头改变附加电阻连接在次级绕组中的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动性能与运行性能，并便于进行电机的转子串电阻调速运行。而且，还可以改善附加电阻的散热，减少该部分的损耗发热对电机温升的影响，特别是对大容量电机和封闭式电机具有积极的意义。所说主轴上开设的通孔供连接该附加电阻与装设在电机内部的环形变压器的次级绕组的连接线穿过。

本实用新型的权利要求8所说的绕线转子三相异步电动机，其特征是，所说定子绕组具有可将该定子绕组接三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

按照这种结构，利用定子绕组所具有的抽头，可将所说定子绕组按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接。因此，还能够进行定子调压调速。

图1是本实用新型笼型三相异步电动机一实施侧的结构示意图，该实施例的电机极数(2P)为4极。

图2是本实用新型绕线转子三相异步电动机一实施例的结构示意图。

下面，结合附图对本实用新型笼型三相异步电动机的结构进行详细说明。图1是本实用新型笼型三相异步电动机一个实施例的结构示意图，该实施例的电机极数(2P)为4极。

如图1所示，本实用新型的笼型三相异步电动机具有定子绕组1、转子铁心3、位于转子铁心3两端的与形成于转子铁心槽内的转子绕组在电气上相连接的端环4、5以及与所说转子铁心3连结成一体的主轴11。

此外，在主轴11上还固定有环形变压器12和附加电阻7，该环形变压器12和附加电阻7构成了阻抗随频率增减而增减的频敏变阻器。

所说环形变压器12由环形铁心9、绕在该环形铁心9上的2P(2P为电机的极数，下同)个初级绕组8和2P个次级绕组10构成。图1所示实施例是4极电机，因此有4个初级绕组8和4个次级绕组10。所说环形铁心9以硅钢片制成，所说附加电阻7由电阻丝绕制而成，因此，可以获得能够固定在电机主轴11上的体积较小的环形变压器12和附加电阻7。

所说端环4、5中的一个端环例如图1中的左端环5与现有技术相同为整圆，而另一个端环例如图1中的右端环4上开有2P个切口M(参照图1中的B向视图)，本实施例为4极电机即2P为4，故开有4个切口M。

所说右端环4上2P个切口M的两侧(L1、L1’)、(L2、L2’)、…、(L(2P-1)、L(2P-1)’)、(L(2P)、L(2P)’)分别通过连接线13与环形铁心9的2P个初级绕组8中的相应的初级绕组8的两端(N1、N1’)、(N2、N2’)、…、(N(2P-1)、N(2P-1)’)、(N(2P)、N(2P)’)连接，而环形铁心9的2P个次级绕组10彼此相串联后经连接线6与附加电阻7连接，从而实现转子绕组与由所说环形变压器12与所说附加电阻7构成的频敏变阻器的连接。

所说附加电阻7，绕制时最好留有抽头，以便通过抽头改变该附加电阻7连接在次级绕组10上的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动特性与运行特性，并且便于实现电机的转子串电阻调速运行。即使不留抽头，本实用新型笼型三相异步电动机也具有与现有绕线电阻三相异步电动机相当的良好起动性能。

所说固定在主轴11上的附加电阻7若如图1实施例所示位于电机外部，则特别是对于具有抽头的附加电阻7，便于通过抽头改变该附加电阻7连接在次级绕组中的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动性能与运行性能，并便于实现电机的转子串电阻调速运行，而且还有利于所说附加电阻7的散热，减少该部分的损耗发热对电机温升的影响，特别是对大容量电机和封闭式电机具有积极的意义。将附加电阻7设置在外部时，需要在主轴11上固定有附加电阻7的一侧，开出可供将电机内部的环形变压器12的次级绕组11与电机外部的附加电阻7连接起来的连接线6穿过的通孔14。当然，所说附加电阻7也可以设置在电机内部。

作为本实用新型的笼型三相异步电动机，为使其还能够进行定子调压调速，所说的定子绕组1最好如现有的可进行定子调压调速的笼型三相异步电动机的定子绕组那样具有可将该定子绕组1按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

下面，结合图2对本实用新型绕线转子三相异步电动机的结构进行详细说明。图2是本实用新型绕线转子三相异步电动机一个实施例的结构示意图。

如图2所示，本实用新型绕线转子三相异步电动机具有定子绕组1’、转子铁心3’、接成星形的转子绕组4’以及与所说转子铁心3’连结成一体的主轴11’。此外，在其主轴11’上还固定有环形变压器12’和附加电阻7’从而构成阻抗随频率的增减而增减的频敏变阻器。对于现有绕线转子三相异步电动机，拆下集电环和炭刷后，将所说环形变压器12’和附加电阻7’设置在原设置集电环、炭刷的位置上，即可构成本实用新型绕线转子异步电动机。所说环形变压器12’具有环形铁心9’，该环形铁心9’上绕有接成星形的3个初级绕组A1、B1、C1以及接成星形的3个次级绕组A2、B2、C2。所说附加电阻7’由接成星形的3个电阻R1、R2、R3构成。

所说接成星形的3个初级绕组A1、B1、C1的非公共端a1、b1、c1分别与所说接成星形的转子绕组4’的非公共端u、v、w连接，所说接成星形的3个次级绕组A2、B2、C2的非公共端a2、b2、c2分别与所说接成星形的3个电阻R1、R2、R3的非公共端r1、r2、r3连接，从而将电机的转子绕组4’与由环形变压器12’和附加电阻7’构成的频敏变阻器相连接。所说环形铁心9’以硅钢片制成，所说3个电阻R1、R2、R3均以电阻丝绕制而成，从而可以获得能够固定在所说电机主轴11’上的体积较小的环形变压器12’和附加电阻7’。

所说附加电阻7’的3个电阻R1、R2、R3，绕制时最好留有抽头，以便通过抽头改变该3个电阻R1、R2、R3连接在次级绕组10上的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动性能与运行性能，并且便于实现电机的串电阻调速运行。即使不留抽头，本实用新型绕线转子三相异步电动机也具有与使用现有频敏变阻器的现有绕线电阻三相异步电动机相当的起动性能与运行性能。

所说固定在电机主轴11’上的附加电阻7’最好如图2所示位于电机外部，特别是对于所说3个电阻R1、R2、R3具有抽头的附加电阻7’，便于通过该3个电阻R1、R2、R3的抽头改变附加电阻7’连接在所说次级绕组A2、B2、C2上的有效电阻值的大小，从而改变电机的起动性能与运行性能，并且便于实现电机的转子串电阻调速运行，而且还有利于附加电阻7’的散热，减少该部分的损耗发热对电机温升的影响，特别是对大容量电机和封闭式电机具有积极的意义。将附加电阻7’设置在外部时，需要在主轴11’上固定有所说附加电阻7’的一侧，开出可供将电机内部的环形变压器12’的次级绕组A2、B2、C2与电机外部的附加电阻7’连接起来的连接线6’穿过的通孔14’。当然，所说附加电阻7’也可以设置在电机内部。

作为本实用新型的绕线转子三相异步电动机，为使其还能够进行定子调压调速，所说的定子绕组1’最好如现有的可进行定子调压调速的绕线转子笼型三相异步电动机的定子绕组那样具有可按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

本实用新型的笼型三相异步电动机，由于其转子绕组与由所说环形变压器12和附加电阻7构成的、阻抗随频率增减而增减的频敏变阻器连接，构成了转子串电阻结构，因此，具有良好的起动性能与运行性能。起动性能与现有高滑差电机相当而优于现有普通三相异步电动机，例如功率因数高、堵转转矩大、堵转电流小，而额定状态下的高速运行性能与现有普通三相异步电动机相当而优于现有高滑差电机，侧如损耗小、效率高。此外，低速运行时，定子电流小、功率因数高，适用于需长时间低速运行的场合。

此外，具有较好的抗冲击负载的能力。现有普通笼型三相异步电动机运行在冲击负载、时变负载以及频繁起动时，会产生较大的尖峰电流，引起损耗发热。尖峰电流相当于多种频率的高频电流的组合，该高频电流经过本实用新型笼型三相异步电动机所使用的新型频敏变阻器时，会因高电阻的遏制被削弱，这有利于降低损耗及缓和对设备的冲击。

本实用新型的绕线转子三相异步电动机由于自身具有由所说环形变压器12’和附加电阻7’构成的、阻抗随频率的增减而增减的频敏变阻器，因此，能够不使用外部设备而获得与使用现有频敏变阻器的现有绕线转子异步电动机相当的性能，可以降低投资成本减少占地空间。

此外，对于现有绕线转子三相异步电动机，只要拆下集电环与炭刷换成所说环形变压器与附加电阻，即可改装为本实用新型绕线转子异步电动机。改装后的电机，由于取消了集电环、炭刷，可靠性得到提高。

Claims (8)

1一种笼型异步电动机，具有定子绕组、转子铁心、位于转子铁心两端的与形成于转子铁心槽内的转子绕组电气上相连接的端环以及与所说转子铁心连结成一体的主轴，其特征是，

所说主轴(11)上固定有由环形变压器(12)和附加电阻(7)构成的频敏变阻器；

所说环形变压器(12)具有硅钢片制成的环形铁心(9)，该环形铁心(9)上绕有2P个(2P为电机极数)初级绕组(8)与2P(2P为电机极数)个次级绕组(10)；所说附加电阻(7)是以电阻丝绕制而成；

所说两个端环(4)、(5)中的一个端环(4)上开有2P个(2P为电机极数)切口(M)；

所说端环(4)上2P(2P为电机极数)个切口(M)各自的两侧(L1、L1’)、(L2、L2’)、…、〔L(2P-1)、L(2P-1)’〕、〔 L(2P)、L(2P)’)〕分别经连接线(13)与所说2P个初级绕组(8)中相应的一个初级绕组(8)的两端(N1、N1’)、(N2、N2’)、…、〔N(2P-1)、N(2P-1)’〕、〔N(2P)、N(2P)’〕连接，所说2P个次级绕组(10)彼此串联后经连接线(6)与所说附加电阻(7)连接。

2如权利要求1所说的笼型异步电动机，其特征是，所说由电阻丝绕制而成的附加电阻(7)具有抽头。

3如权利要求1或2所说的笼型异步电动机，其特征是，所说附加电阻(7)位于电机外部，所说主轴(11)上开有供所说连接线(6)穿过的通孔(14)。

4如权利要求1或2或3所说的笼型异步电动机，其特征是，所说定子绕组(1)具有可将所说定子绕组(1)按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

5一种绕线转子异步电动机，具有定子绕组、接成星形的转子绕组以及与转子铁心连结成一体的主轴，其特征是，

所说主轴(11’)上固定有由环形变压器(12’)和附加电阻(7’)构成的频敏变阻器；

所说环形变压器(12’)具有硅钢片制成的环形铁心(9’)，该环形铁心(9’)上绕有接成星形的3个初级绕组(A1)、(B1)、(C1)以及接成星形的3个次级绕组(A2)、(B2)、(C2)；

所说附加电阻(7’)由接成星形的3个电阻(R1)、(R2)、(R3)构成，所说3个电阻(R1)、(R2)、(R3)均以电阻丝绕制而成；

所说接成星形的3个初级绕组(A1)、(B1)、(C1)的非公共端(a1)、(b1)、(c1)分别经连接线(5’)与所说接成星形的转子绕组(4’)的非公共端(u)、(v)、(w)连接，所说接成星形的3个次级绕组(A2)、(B2)、(C2)的非公共端(a2)、(b2)、(c2)分别经连接线(6’)与所说接成星形的3个电阻(R1)、(R2)、(R3)的非公共端(r1)、(r2)、(r3)连接。

6如权利要求5所说的绕线转子异步电动机，其特征是：所说由电阻丝绕制而成的3个电阻(R1)、(R2)、(R3)均具有抽头。

7如权利要求5或6所说的绕线转子异步电动机，其特征是：所说附加电阻(7’)位于电机外部，所说主轴(11’)上开有供所说连接线(6’)穿过的通孔(14’)。

8如权利要求5或6或7所说的绕线转子异步电动机，其特征是：所说定子绕组(1’)具有可将所说定子绕组(1’)按三角形、星形或延边三角形进行串并联连接的抽头。

Images