CN2660768Y

CN2660768Y - 异步交流调速电动机

Info

Publication number: CN2660768Y
Application number: CNU032055560U
Authority: CN
Inventors: 邓文静
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-26
Filing date: 2003-07-26
Publication date: 2004-12-01
Anticipated expiration: 2013-07-26

Abstract

一种异步交流调速电动机，属于交流电动机的技术领域。交流电动机的调速和调速的交流电动机是两个不同的概念。本实用新型的目的是要提供一种异步交流调速电动机，它克服了异步交流电动机的缺点。该技术的主要特点是将普通异步交流电动机的转子嵌入绕组来实现。异步交流调速电动机的转子分成有多个磁区，转子磁极数和定子极对数为不对称设计。通过光电控制，达到无极调速的目的。异步交流调速电动机用途十分广泛，并具有以下优点：调速便捷，无外赘设备，动态响应快。耗能低电动机温升得到改善。任意正，反转和调速。任何速度时都能以恒速，恒矩输出。机型，容量无限制。能集异步交流电动机一切优点，完全无级调速，且机电一体化。

Description

异步交流调速电动机

本实用新型涉及一种异步交流调速电动机。属交流电动机的技术领域。

异步交流电动机，使用广泛，但它自身不具有理想的调速性能，目前对于异步交流电动机调速主要采用以下手段：

1.双速双绕组方式。改变定子极对数调速。仅限于两种速度变换，速差大。不适宜调速要求高的设备。

2.绕线式滑环交流电动机。以改变滑差调速。但，不可作长时间低速运行，多用于速度的递加，递减。

3.电磁滑差式调速。用涡流电磁方式。电动机需一个大于自身3-4倍的机身与原机配接，机型较庞大，亦不能任意反转。所以用途有限。

4.变频调速。70年代始，国外多采用这种方式，现也流行我国。但它技术要求高，价格亦高。使用环境也有要求。从真正意义上讲，变频调速是改变电源质量的一种手段。并不是对电机本身构造和特性产生变化。

交流电动机的调速和调速的交流电动机，是两个完全不同的概念。

本实用新型的目的是要提供一种异步交流调速电动机，它可克服上述异步电动机的种种缺点。该技术的主要特点是将普通异步交流电动机的鼠笼式转子用绕组代替铸铝实现。但绕组方式又不同于滑环绕线式电动机。绕组嵌入方式如图1所示。如果在设计制造交流电动机之始，就考虑到电动机自身条件给出能够变化的功能，那么异步交流电动机也能象直流电动机一样，能够实现无级调速。

凡技术人员都知道，鼠笼式异步电动机的转子，是在开有槽孔的硅钢体上(钢片叠成)铸铝成形，在感电情况下是不会产生相间存在多个N，S两种磁极的。这样能使“转子极数自动等于定子极数”所以，实现的只能是由定子极数约定的额定转速。是不可能实现自身无级调速的。

鼠笼式异步电动机要实现无级调速。首先，应当考虑到电机必须在无外施手段的情况下，能输出一个较低的慢速(为零速附近)通过调整，又能恢复其额定转速。否则要实现无级调速将无从谈起。

本实用新型是这样实现的：

异步交流调速电动机的转子是按一定角度，设计有多个磁区(如图1)；目的是要获得有较慢的速度。转子磁极数和定子磁极数(极对)不对称方式的设计(指串联情况下)使得慢速可在长时间内旋转，不至于定子过热。随着人为指令又可恢复鼠笼式异步交流电动机的特性(指绕组首尾并联情况下)。这就具备了调速的条件。图1所示，是一个按60度角分为六个极区的转子示意图(以下以六极区转子为例)。

绕组在通电或感电时都会有磁现象产生。电流沿绕组运动，按螺旋管右手定则可判定磁极指向。转子由六个绕组构成，将产生六个磁区。绕组连接方式，按图1所示连接。(低压直流试验)用指南针即可判定转子六个磁极是N、S相间存在。

a)转子按图1连接，分六个磁区，极性在感电情况下也应是相间存在。合成磁场是以一对磁极(二极电机)或者是两对磁极(四极电机)形式出现。可想而知，转子和定子的这种不对称磁极。在定、转子相互作用时起到一定的磁阻。使转子的旋转速度大幅降低。

b)鼠笼式异步电动机的额定转速只有在转子感抗最小的情况下实现。电动机转子载流导体与旋转磁场作用。产生的电磁转矩直接与转子的电流大小有关；转子电流的大小，又直接与转子感抗大小有关。所以，通过改变转子的感抗，也就能改变电动机转子旋转速度。

c)绕组的串、并联连接。绕组的阻值是可变值。按图1分六个磁区的转子，串联时阻值最大R(_总)＝R(L₁)+R(L₂)+……+R(L_n)。并联时阻值最小R(_总)＝R(L)/6。

d)按图₁连接的转子绕组，有六个引出端，为：A、B、C、E、F、G。六个引出端均为绕组间连接处。在可控硅导通时六个引出端将六个绕组由串联状态变为首尾全并联状态。感抗由R(L_大)变为R(L_小)。由多个相间极区也变为无极区存在(无极状态)。转子回复到近似于铸铝转子特性。“自动等于定子极数”而旋转在额定转速上。

速度调整，实现多极向无极调整，传统认为多极向无相间极区调整是6极——4极——2极这样逐级变化。这样变化起来既增加了复杂性，速度也有落差，会产生阶梯感，也不适宜闭环程序控制。将串联向并联调整，实现无级调速就显得便捷而有效。随着电力、电子技术及电力、电子元件的发展，控制起来方便易行。图2是异步交流调速电动机的剖面图。通过光电信号7指令随机旋转的电子控制器6。控制器集控制、测速、反馈达到闭环控制于一体。由单片机、测速元件、可控硅等主要部件构成。控制器执行指令，使T₁、T₂、T₃控制角经脉冲依次触发做快速导通和关闭。电动机旋转在指定速度上。测速元件将实际转速反馈，与给定转速值比较，并随时修正。让速度总是稳定在给定速度值上。使电动机做恒速、恒矩输出。加速、减速由可控硅导通和关闭的频率实现。通、闭频率高至直接全导通时T₁、T₂、T₃与T₄、T₅此时改做直接触发导通。电动机就运行在额定转速上。反之则又回复到起始速度。

异步交流调速电动机与现有技术相比，具有以下优点：

1.调速简便，无烦琐的外赘设备。调速动态响应快。

2.耗能低。转子有绕组，电动机温升得到改善。变速不作主电路切换。

3.制造成本低，工艺不复杂。

4.任意正、反转和调速。任何速度时都能以恒速、恒矩输出。

5.机型、容量无限制，单相、三相都能实现。

6.对外界无电磁波干扰，无噪音污染。

7.适用广泛，在集鼠笼式交流电动机一切优点的基础上，完全实现了无级调速。真正作到容机——电于一体。

Claims

1)一种由定子，转子和程控调速控制器组成的电动机，其特征在于：电动机的转子(4)，其磁极(1)上嵌有绕组(2)，各绕组按串联连接，相应的接线引出端为：A、B、C；E、F、G端。

2)根据权利要求1)所述的异步交流调速电动机，其特征在于：绕组按60度空间角度嵌入转子钢体，分成6个磁区，转子磁极与定子磁极对为不对称。

3) 根据权利要求1)所述的异步交流调速电动机，其特征在于：电机轴(1)端固定有调速控制器(6)与转子绕组A、B、C、E、F、G端相连接。