專利名稱：不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交流感應(yīng)電動機，特別是一種起動轉(zhuǎn)矩提高的無刷式交流感應(yīng)電動機。
技術(shù)背景交流電動機就結(jié)構(gòu)型式的不同可分為兩種，即交流籠型電動機和交流繞線式電動機。普通交流籠型電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、成本低等優(yōu)點，但起動品質(zhì)因數(shù)很小，具體反映在起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。而普通交流繞線式電動機雖可通過外串電阻來提高起動品質(zhì)因數(shù)，但存在可靠性差、維護麻煩、結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜等缺點。本實用新型解決這兩類電機的不足，并提出解決方法。如廣東省深圳市福田區(qū)的王鑫于2000年1月13日申請專利的“一種籠型組合式感應(yīng)電動機”(申請?zhí)?0200493，公開/公告號2411614，公開/公告日2000年12月20日，授權(quán)公告日2000年12月20日)，它是在電動機的一機殼內(nèi)裝有至少兩個不同規(guī)格的定子組和與之對應(yīng)的不同規(guī)格數(shù)量的轉(zhuǎn)子組，定子組固定在機殼內(nèi)壁的固定槽上，轉(zhuǎn)子組固定于電機輸出軸上，構(gòu)成一至少由兩個單機組組合而成的籠型組合式感應(yīng)電動機，機殼外表面上安裝的絕緣接線板上裝有與機殼內(nèi)所述至少兩個單機組對應(yīng)匹配的三相電源接線柱，一個檢測負載變化情況的微電腦控制與所述至少兩個單機組對應(yīng)的三相電源開關(guān)；盡管它可根據(jù)外載荷的變化輸入電能，減少浪費，但也同樣存在起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種高起動品質(zhì)因數(shù)、又具有籠型電機特征的不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的它采用普通籠型電動機結(jié)構(gòu)，但取消了滑環(huán)、電刷裝置，電機的定子繞組采用兩組繞組的多星形并聯(lián)接法，其接法為(P-m)Y/(n+m)Y，電機的轉(zhuǎn)子繞組由n個獨立閉合回路組成。定子繞組在起動采用(P-m)Y多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)，運行時采用(n+m)Y的多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)的正規(guī)60°相帶繞組方案，電動機從起動到運行為不斷電切換方式。轉(zhuǎn)子繞組由n個外接起動電阻Rst的獨立閉合回路組成，且每個閉合回路與基波槽號相位圖相配合。優(yōu)選實施方式是轉(zhuǎn)子繞組由2、或3、或4個外接起動電阻Rst的獨立閉合回路組成。
由此可見，本實用新型是在普通籠型或繞線式電動機基礎(chǔ)上進行改型設(shè)計的，采用了單定子、單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其他部件與一般傳統(tǒng)電動機基本相同。定子和轉(zhuǎn)子各嵌一套或兩套專門設(shè)計的繞組，并根據(jù)不同要求，改變連接方式，以滿足電動機的需要。其基本工作原理是定子繞組具有多并聯(lián)星形接法，總并聯(lián)支路數(shù)等于電機的極對數(shù)或極數(shù)，定子繞組通過開關(guān)設(shè)計成具有兩種不同極數(shù)的聯(lián)結(jié)方式，即起動極下的起動方式和運行極下的運行方式。當電動機將部分并聯(lián)星形繞組按起動方式接入電網(wǎng)時，定子磁勢將視不同的接法而產(chǎn)生一個或幾個很強的起動極諧波磁勢，而轉(zhuǎn)子繞組將被設(shè)計為提供對應(yīng)的定子諧波磁場產(chǎn)生的電流的流通路徑，該路徑具有較大的起動電阻Rst，由于Rst電阻大，從而提高了電動機的起動品質(zhì)因數(shù)，即起動轉(zhuǎn)矩和起動電流比值大。當電動機起動完畢后，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，將定子繞組全部并聯(lián)星形繞組，在不斷電情況下按運行方式接入電網(wǎng)，這樣電機起動極諧波被消除，將在基波磁場作用下切換到正常運行狀態(tài)，這時轉(zhuǎn)子繞組將提供對應(yīng)基波磁產(chǎn)生的電流的流通路徑，而該電路被設(shè)計成電阻很小，因而使電機運行性能好。
本實用新型的獨特或關(guān)鍵之處在于取消了滑環(huán)和電刷部件，并采用普通籠型感應(yīng)電動機結(jié)構(gòu)，并著力改善其起動性能。針對繞線式電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行不可靠，籠型電動機雖結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，但起動特性不佳，采用獨特的電動機定子和轉(zhuǎn)子繞組方案。它可廣泛應(yīng)用于需要高起動品質(zhì)因數(shù)的場合，即需要提高起動轉(zhuǎn)矩、降低起動電流的場合，可全面替代普通交流繞線式感應(yīng)電動機，同時電機具有籠型電動機無滑環(huán)、無電刷、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的優(yōu)點。


圖1是本實用新型的定子48槽的繞組聯(lián)結(jié)方案；圖2是轉(zhuǎn)子64槽的繞組聯(lián)結(jié)方案；圖3是本實用新型的定子通用接線圖；圖4是本實用新型的轉(zhuǎn)子通用接線圖。
具體實施方式
下面以定子48槽、轉(zhuǎn)子64槽、8極運行的交流感應(yīng)電動機為例，并結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。圖1為定子繞組連接方案，圖2為對應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組方案。當電動機起動時，定子繞組的3Y起動部分繞組通過UQ、VQ、WQ接入三相電源，電動機將產(chǎn)生6極、8極、10極等起動諧波，由于轉(zhuǎn)子繞組的特殊設(shè)計，8極和10極等起動諧波在轉(zhuǎn)子繞組每一閉合回路中感應(yīng)電流流不通，只能通過外接電阻Rst組成流通路徑。根據(jù)電機學(xué)原理，這時由于Rst的作用電動機將產(chǎn)生較大的起動力矩而且起動電流很低，即電機的起動品質(zhì)因數(shù)大。電動機將快速起動，當電動機起動完成后，在UQ、VQ、WQ不斷電的情況下，將電機另一部分繞組通過U、V、W分別對應(yīng)接入電源，此時電動機定子繞組按8極60°相帶正規(guī)繞組4Y聯(lián)接方式投入運行，電動機將只產(chǎn)生8極運行基波磁場，這時轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流將不通過Rst而在各自的閉合回路中流通，而且閉合回路電阻很小。這樣便完成了電動機從起動到運行的整個過程。
圖3、圖4分別為實用新型通用的定子、轉(zhuǎn)子接線圖。圖3中n+m＝P(P為電機運行極對數(shù))，通常情況下取m＝1，An、Bn、Cn、A’M、B’M、C’M為對應(yīng)的三相繞組，并且按正規(guī)的60°相帶多并聯(lián)星形聯(lián)接。電動機起動時開關(guān)K1閉合、K2打開，電動機按(P-m)Y聯(lián)接投入起動，起動完畢后，再將開關(guān)K2閉合，電機按(n+m)Y聯(lián)接投入運行。圖4中的n，即表示轉(zhuǎn)子繞組由n個外接電阻Rst的獨個閉合回路組成，n一般為2、3、4。其每個閉合回路的具體組成，可按基波(運行極)的槽號相位圖進行設(shè)計。
綜上所述，本實用新型采用普通籠型電動機結(jié)構(gòu)，取消了滑環(huán)、電刷裝置，電機的定子繞組采用多星形并聯(lián)接法接結(jié)為(P-m)Y/(n+m)Y，起動到行動為不斷電切換，轉(zhuǎn)子繞組由n個獨立閉合回路組成。定子繞組起動采用(P-m)Y多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)，運行時采用(n+m)Y的多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)的正規(guī)60°相帶繞組方案，電動機從起動到運行為不斷電切換方式。其轉(zhuǎn)子繞組由n個(一般為2、3、4)外接起動電阻Rst的獨立閉合回路組成，每個閉合回路的組成可根據(jù)基波(運行極)槽號相位圖進行具體設(shè)計。
權(quán)利要求1.一種不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機，它包括籠型電動機的定子和轉(zhuǎn)子，其特征是電機的定子繞組采用兩組繞組的多星形并聯(lián)接法，其接法為(P-m)Y/(n+m)Y，電機的轉(zhuǎn)子繞組由n個獨立閉合回路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機，特征是定子繞組在起動采用(P-m)Y多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)，運行時采用(n+m)Y的多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)的正規(guī)60°相帶繞組方案，電動機從起動到運行為不斷電切換方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、或2所述的不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機，特征是轉(zhuǎn)子繞組由n個外接起動電阻Rst的獨立閉臺回路組成，且每個閉合回路與基波槽號相位圖相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機，特征是轉(zhuǎn)子繞組由2個、或3個、或4個、或5個外接起動電阻Rst的獨立閉合回路組成。
專利摘要本實用新型公開了一種不斷電切換高起動品質(zhì)因數(shù)感應(yīng)電動機，特別是一種起動轉(zhuǎn)矩提高、起動電流降低的無刷式交流感應(yīng)電動機。它主要是解決當前普通交流籠型電動機起動品質(zhì)因數(shù)小，即起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小等技術(shù)問題。它采用普通籠型電動機結(jié)構(gòu)，電機的定子繞組采用兩組繞組的多星形并聯(lián)接法，其接法為(P－m)Y/(n+m)Y，電機的轉(zhuǎn)子繞組由n個獨立閉合回路組成。定子繞組在起動采用(P－m)Y多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)，運行時采用(n+m)Y的多并聯(lián)星形聯(lián)結(jié)的正規(guī)60°相帶繞組方案，電動機從起動到運行為不斷電切換方式。它可廣泛應(yīng)用于需要高起動品質(zhì)因數(shù)的場合，即需要提高起動轉(zhuǎn)矩、降低起動電流的場合，可全面替代普通交流繞線式感應(yīng)電動機，同時電機具有籠型電動機無滑環(huán)、無電刷、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的優(yōu)點。
文檔編號H02K3/28GK2585470SQ0227767
公開日2003年11月5日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月6日
發(fā)明者彭曉, 石安樂, 鄧秋玲, 顧飛躍, 李永堅 申請人:湖南工程學(xué)院