CN2513282Y - 无刷自控绕线式异步电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无刷自控绕线式异步电动机。它是将普通绕线式异步电动机的滑环和电刷,更换成转子电阻和离心开关。离心开关根据电机转速控制转子电阻的大小,实现正常运行时,不增加电机的任何附加损耗;电机启动时,启动转矩增加一倍以上、启动电流减少1/3的目的。同时它还具有结构简单、维护方便、开发成本低、并彻底根除了电刷碳粉对电机的危害等优点。

Description

无刷自控绕线式异步电动机

一、技术领域：

本实用新型属于绕线式三相异步电动机的制造和控制领域。

二、背景技术：

在现有技术中，为了减少三相异步电动机的启动电流、增加电动机的启动转矩、根除碳粉、电火花引起的电机绕组匝间短路、击穿和集电环烧损等故障，《中小型电机》杂志2001年第四期64页上公布了一种“无刷双绕组三相异步电动机”。它是利用两套定子绕组和两套转子绕组的方法实现无刷运行。两套转子绕组并联后与装在转子上的转子电阻相联接，通过改变两套定子绕组输入电源的相位，来改变转子电阻的端电压。达到增加电机启动转矩，减少启动电流的目的。但该电机存在以下不足之处：

1、有两套定子绕组和两套转子绕组，增加了电机的体积、材料消耗和人工成本；

2、控制电路复杂，增加了电机用户的成本和维护工作量；

3、开发该电机需重新设计、制造电机外壳和转轴，增加了电机的开发成本；

4、对外接线有9根，可以组成几十种接线方式，如有一种不按规定接线，就会造成电机不能正常工作，甚至短路等损坏电机事故；

5、人工通过控制开关改变启动过程中的电机输入电源的相位，达到减少启动电流、增加启动转矩的目的。由于电机启动时间很短(约3秒)，在这个很短的时间内，由人工通过控制开关切换电机的六个档位，很难保证控制状态处于最佳：即很难保证在启动过程中，电机电流处于最小、转矩处于最大的目的。

另外，中国发明专利申请(申请号99115551.3)公布了一种“无刷绕线式三相异步电动机”，它在转子上安装一个频敏变阻器的方法实现三相异步电动机的无刷运行。它虽能增加三相异步电动机启动转矩，减少启动电流，但由于三相异步电动机正常运转时，转子电流要通过频敏电阻，从而增加了电机的附加损耗，也很难在实际生产中推广应用。

三、发明内容：

本实用新型的任务是克服上述设计的不足，设计一种高启动转矩、低启动电流和高效率的无刷自控绕线式交流异步电动机。

本实用新型的基本结构与普通绕线式三相异步电动机相同，即它主要由定子绕组、转子绕组、定子铁芯、转子铁芯、主轴、机壳及附件等组成，所不同的是：在电机主轴副输出端上，将滑环、电刷及刷架等元件，更换成转盘、转子电阻和离心开关。转子电阻可为普通的恒定电阻或频敏电阻。转子电阻控制级数，可以设置成一级或多级。每级电阻一般由三个电阻和两个离心开关组成。

离心开关主要由动触头、静触头、弹簧、惯性快和连杆等元件构成。其中，动触头和连杆成T型刚性连接。在连杆下方套有的惯性块，它通过螺母及定位销固定在连杆上。动触头、连杆和惯性块组成的可动部件通过弹簧与机壳连在一起。离心开关通过固定孔安装在转盘上。

采用本实用新型技术方案，在增加三相异步电动机启动转矩、减少启动电流的同时，不增加电机正常运行损耗、不改变电机的基本结构，并实现绕线式三相异步电动机无刷运行。它具有效率高、结构简单、体积小、生产和开发成本低，并彻底根除了电刷碳粉对电机的危害等优点优点。它不仅可用于新电机的制造，还可用于旧电机的改造上。

四、附图说明：

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的控制原理图。

图3是本实用新型的离心开关结构图。

五、具体实施例：

参见附图，本实用新型的基本结构与普通绕线式三相异步电动机相同，主要由定子绕组(5)、转子绕组(4)、定子铁芯(6)、转子铁芯(7)、主轴(1)、机壳及附件(8)等组成。所不同的是：在电机主轴副输出端上，将滑环、电刷及刷架等元件，更换成转盘(9)、转子电阻(3)和离心开关(2)。转子电阻(3)可为普通的恒定电阻或频敏电阻。转子电阻(3)控制级数，可以设置成一级或多级。每级电阻一般由三个电阻和两个离心开关(2)组成。

离心开关主要由动触头(11)、静触头(12)、弹簧(14)、惯性快(15)和连杆(18)等元件构成，其中，动触头(11)、连杆(18)成T型刚性连接。在连杆(18)下方套有的惯性块(15)，它通过螺母(16)及定位销(17)固定在连杆上。动触头(11)、连杆(18)和惯性块(15)组成的可动部件通过弹簧(14)与机壳(10)连在一起。离心开关通过固定孔安装在转盘(9)上。

如对一台JZR252-8绕线式三相异步电动机按本实用新型方案进行改造，可有如下步骤：

1.参照图2，选择转子电阻(3)为恒定电阻，切换级数为二级，即6只转子电阻(3)分

  成上下两级，分别由2只离心开关(2)控制。

2.根据启动转矩为电机最大转矩的原则，分别计算第一级和第二级转子电阻的大小。

3.根据启动过程中，转矩最大，电流最小的原则，确定第一级和第二级离心开关动作的

  转速。

4.根据离心开关动作的转速，确定离心开关弹簧的弹力系数K和行程S、惯性块质量m

  的大小和惯性块与轴心的距离r等参数，并选择离心开关。

5.选择好转子电阻和离心开关后，根据图1，拆除原电机主轴副输出端上的滑环、电刷及

  刷架等元件；将转子电阻(3)、离心开关装在转盘(9)上后，再将转盘(9)装在电

  机主轴副输出端上，即可达到：电机的启动转矩由：584N.m上升到1225N.m；启动

  电流由：338A降到223A的目的。

Claims (4)

1、一种无刷自控绕线式异步电动机，主要由定子绕组(5)、转子绕组(4)、定子铁芯(6)、转子铁芯(7)、主轴(1)、机壳及附件(8)等组成，其特征在于：电机主轴副输出端上装有转盘(9)、转子电阻(3)和离心开关(2)。

2、根据权利要求1所述的无刷自控三相绕线式异步电动机，其特征在于：转子电阻(3)可以是频敏电阻或恒定电阻。

3、根据权利要求1或2所述的无刷自控三相绕线式异步电动机，其特征在于：转子电阻(3)控制级数，可以设置成一级或多级。

4、根据权利要求1所述的无刷自控三相绕线式异步电动机，其特征在于：离心开关(2)主要由动触头(11)、静触头(12)、弹簧(14)、惯性快(15)和连杆(18)等元件构成，其中，动触头(11)和连杆(18)成T型刚性连接，在连杆(18)下方套有的惯性块(15)，通过螺母(16)及定位销(17)固定，动触头(11)、连杆(18)和惯性块(15)组成的可动部件通过弹簧(14)与机壳(10)相连。

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