專利名稱：同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，屬于機(jī)電工程領(lǐng)域。
現(xiàn)有的鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、效率高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到工、農(nóng)生產(chǎn)的一種電動(dòng)機(jī)，但其啟動(dòng)電流大，特別是調(diào)速特性較差等缺點(diǎn)，一般只能用在不需要調(diào)速的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。而繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)雖然啟動(dòng)電流較小，在一定的范圍內(nèi)能調(diào)速，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格昂貴，由于有集電環(huán)和電刷等元件，在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生噪聲，且有易磨損、維修量大等缺點(diǎn)。目前鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法主要有變極調(diào)速、電磁調(diào)速、和變頻調(diào)速。但不是因?yàn)椴荒苓_(dá)到無(wú)極調(diào)速，或是在低速時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重、效率低，就是變頻調(diào)速的技術(shù)復(fù)雜、成本高而不能廣泛使用。人們?cè)噲D通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)來(lái)克服現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的不足，希望只要改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓、或改變轉(zhuǎn)子的電流等方法就能達(dá)作到連續(xù)均勻調(diào)速的目的。針對(duì)上述出現(xiàn)的問題，雙定子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)引起了人們的注意，中國(guó)專利CN 2135869Y公開了一種雙定子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是由兩臺(tái)同軸感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組串級(jí)聯(lián)接組成，由于兩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，在運(yùn)行時(shí)一臺(tái)電機(jī)是向外輸出機(jī)械功率，而另一臺(tái)電機(jī)卻是處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，而電機(jī)發(fā)出的交流電就從這臺(tái)電機(jī)的定子繞組輸出，經(jīng)一個(gè)可調(diào)功率逆變反饋回電源，或在其定子繞組中外接可調(diào)電子元件和電氣設(shè)備，就能在一定范圍內(nèi)調(diào)速，但其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩減小，效率不高。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用裝置，使它在克服繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上述缺陷，運(yùn)行時(shí)沒有集電環(huán)和電刷，效率高且其轉(zhuǎn)子也可制成鼠籠型的結(jié)構(gòu)，便于制造和維修，同時(shí)兼有兩種電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良性能，并能利用其組成高效的電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，在同一轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)分離的主轉(zhuǎn)子鐵芯[6]和副轉(zhuǎn)子鐵芯[7]中分別嵌有主轉(zhuǎn)子繞組[8]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]，主轉(zhuǎn)子繞組[8]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]是反裝串級(jí)聯(lián)接，即兩轉(zhuǎn)子繞組只有電的聯(lián)系，并且副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與主定子繞組[3]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸[11]的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這樣副定子、副轉(zhuǎn)子組成的反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與主定子、主轉(zhuǎn)子組成的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)它們之間的轉(zhuǎn)子繞組是反裝串級(jí)聯(lián)接。當(dāng)電磁功率從主定子繞組[3]輸入后電機(jī)將部分電磁功率轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率，其轉(zhuǎn)差功率經(jīng)主轉(zhuǎn)子繞組[8]輸入到副轉(zhuǎn)子繞組[9]；而這個(gè)反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)將上一級(jí)電機(jī)輸送來(lái)的轉(zhuǎn)差功率中的一部分又轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率，余下的這部分轉(zhuǎn)差功率最后由副定子主繞組[4]輸出，只要在副定子主繞組[4]串入可調(diào)感抗器[16]，這樣調(diào)節(jié)可調(diào)感抗器[16]阻抗的大小就能控制副定子主繞組[4]電流的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，由于在副定子鐵芯[2]中還嵌有一副定子輔助繞組[5]，其磁極對(duì)數(shù)與副定子主繞組[4]相同，當(dāng)在副定子輔助繞組[5]接上適當(dāng)?shù)碾娙葸€可以提高電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)。(由于副定子輔助繞組[5]和副定子主繞組[4]的交流電是由同一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的，所以它們的頻率相同)下面對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明書中所出現(xiàn)的附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，各部分名稱如下主定子鐵芯[1]，副定子鐵芯[2]，主定子繞組[3]，副定子主繞組[4]，副定子輔助繞組[5]，主轉(zhuǎn)子鐵芯[6]，副轉(zhuǎn)子鐵芯[7]，主轉(zhuǎn)子繞組[8]，副轉(zhuǎn)子繞組[9]，軸承[10]，轉(zhuǎn)軸[11]，機(jī)座[12]，端蓋[13]。
圖2為本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理圖。在圖中可以看到主轉(zhuǎn)子繞組[8]的接線端a1、b1、c1與副轉(zhuǎn)子繞組[9]的接線端a2、b2、c2聯(lián)接時(shí)，串級(jí)聯(lián)接的相序?yàn)閍1-c2、b1-b2、c1-a2，其中a1-c2、c1-a2兩相的相序已經(jīng)改變(a1、b1、c1為同名端，a2、b2、c2為同名端)，所以副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向和主轉(zhuǎn)子繞組[8]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、轉(zhuǎn)軸[11]轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這樣主定子和主轉(zhuǎn)子構(gòu)成了一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；而副定子和副轉(zhuǎn)子構(gòu)成了一臺(tái)反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，由于主轉(zhuǎn)子繞組[8]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]只有電的聯(lián)系，即兩臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成了本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，圖中A1B1C1為主定子繞組[3]的接線端，A2B2C2為副定子主繞組[4]的接線端，A3B3C3為副定子輔助繞組[5]的接線端。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的原理圖，在原理圖中虛線內(nèi)的部分在圖三中是用長(zhǎng)方形框的簡(jiǎn)圖代替。
圖3為本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理簡(jiǎn)圖，圖中A1B1C1為主定子繞組[3]的接線端，A2B2C2為副定子主繞組[4]的接線端，A3B3C3為副定子輔助繞組[5]的接線端，假設(shè)以上述三個(gè)繞組的磁極對(duì)數(shù)都是為p＝1，電源的頻率為f＝50Hz為例進(jìn)行分析，所以主定子繞組[3]的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為n1＝3000r/min，因副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向和主定子繞組[3]旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、主轉(zhuǎn)子繞組[8]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、轉(zhuǎn)軸[11]轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這時(shí)本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)軸[11]的最大轉(zhuǎn)速不超過(guò)1500r/min。
圖4為已公開的實(shí)用新型雙定子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理圖。公告號(hào)為CN2135869Y。由于其主轉(zhuǎn)子繞組的接線端a1、b1、c1和副轉(zhuǎn)子繞組的接線端a2、b2、c2的串級(jí)聯(lián)接方式為a1-a2、b1-b2、c1-c2，所以副轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與主轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同(這也是與本發(fā)明最大的區(qū)別，本發(fā)明的方向相反)。假定其中一個(gè)定子繞組A1B1C1的磁極對(duì)數(shù)為p1＝1、而另一定子繞組A2B2C2的磁極對(duì)數(shù)為p2＝2來(lái)進(jìn)行分析；當(dāng)交流電從定子繞組A1B1C1輸入，因p1小于p2，所以從定子繞組A2B2C2輸出交流電的頻率要小于輸入時(shí)交流電的頻率；而當(dāng)交流電從定子繞組A2B2C2輸入時(shí)，因p2大于p1，所以從定子繞組A1B1C1輸出交流電的頻率要大于輸入時(shí)交流電的頻率。
圖5為本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、定速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其接線方法之一的電路示意圖。在圖中M為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)，下面以其主定子繞組[3]、副定子主繞組[4]和副定子輔助繞組[5]的磁極對(duì)數(shù)都是p＝1，而電源的頻率為f＝50Hz的情況下，所以其主定子繞組[3]產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)速為n1＝3000r/min，而運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)軸[11]的最大轉(zhuǎn)速不超過(guò)1500r/min，[15]為可調(diào)直流電源，[16]為可調(diào)感抗器，L1L2L3為三相交流電源。
當(dāng)系統(tǒng)電機(jī)M啟動(dòng)前，先在其副定子輔助繞組[5]的接線端子A3B3C3接上適當(dāng)?shù)碾娙軨后，合上KM1和KM2，而KM3斷開，這樣電能從電源L1L2L3經(jīng)KM1在M的接線端A1B1C1輸入到主定子繞組[3]處，一部分電磁功率由主定子和主轉(zhuǎn)子組成的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率，其轉(zhuǎn)差功率從主轉(zhuǎn)子繞組[8]輸入到副轉(zhuǎn)子繞組[9]，即輸入到由副定子和副轉(zhuǎn)子組成的反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，而這個(gè)反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中又把前一部電機(jī)的轉(zhuǎn)差功率中的一部分轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率輸出后，將最后余下的電磁功率從副定子主繞組[4]輸出；我們?cè)诟倍ㄗ又骼@組[4]中串接上可調(diào)感抗器[16]后，只要調(diào)節(jié)可調(diào)感抗器[16]阻抗的大小，就能控制副定子主繞組[4]電流的大小，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，同時(shí)在副定子輔助繞組[5]接上適當(dāng)?shù)碾娙軨后還可以提高電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)。因副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)軸[11]的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，副定子主繞組[4]產(chǎn)生的交流電流的頻率已很小，如果需要電動(dòng)機(jī)定速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)只要再斷開KM2并合上KM3后，副定子主繞組[4]就接上了可調(diào)直流電源[15]而產(chǎn)生了一組直流電磁鐵，使副定子主繞組[4]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]組成的反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同步化，轉(zhuǎn)子就被這組直流電磁鐵的作用下拖入同步轉(zhuǎn)速。(這時(shí)副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)軸[11]的轉(zhuǎn)速大小相等但方向相反，以副定子主繞組[4]為參照系看來(lái)這個(gè)副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只是一個(gè)靜止的磁場(chǎng)，運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于一個(gè)反裝式同步電動(dòng)機(jī)，所以這時(shí)轉(zhuǎn)軸[11]的轉(zhuǎn)速正好為1500r/min)圖6為本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和將轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成與電源頻率相同的電能反饋回電網(wǎng)時(shí)，其接線方法之一的電路示意圖。在圖中M1為本發(fā)明的主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)(由M1輸出機(jī)械功率)，假設(shè)其轉(zhuǎn)子為鼠籠型結(jié)構(gòu)的情況下，以其主定子繞組[3]、副定子主繞組[4]和副定子輔助繞組[5]的磁極對(duì)數(shù)p＝1、電源的頻率f＝50Hz為例進(jìn)行分析，所以主定子繞組[3]的同步轉(zhuǎn)速為n1＝3000r/min；而M2為已公開的實(shí)用新型雙定子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為調(diào)速系統(tǒng)的輔助電動(dòng)機(jī)，在分析時(shí)以其定子繞組A1B1C1的磁極對(duì)數(shù)為p1＝1、而另一定子繞組A2B2C2的磁極對(duì)數(shù)為p2＝2來(lái)進(jìn)行分析；M1和M2只有電的聯(lián)系而無(wú)機(jī)械聯(lián)接，整個(gè)系統(tǒng)只有M1對(duì)外輸出機(jī)械功率，M2是空載只起到變頻和反饋電能的作用。
當(dāng)本發(fā)明的主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)M1需要啟動(dòng)時(shí)，先合上KM并將調(diào)壓器[14]調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)淖儽龋@樣電能從主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)M1的主定子繞組[3]的接線端A1B1C1處輸入后，主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)M1將部分電磁功率轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，從其副定子主繞組[4]的接線端A2B2C2處輸出低于電源頻率的轉(zhuǎn)差功率，經(jīng)調(diào)壓器[14]將M1的轉(zhuǎn)差功率傳送到輔助電動(dòng)機(jī)M2的定子繞組A2B2C2端(該定子繞組的磁極對(duì)數(shù)為p2＝2)，而M2的另定子繞組A1B1C1端的磁極對(duì)數(shù)為p1＝1，因?yàn)檩o助電動(dòng)機(jī)M2的兩定子繞組的磁極對(duì)數(shù)p2大于p1，而且M1和M2只有電的聯(lián)接而無(wú)機(jī)械聯(lián)接，所以M2能將這部分低于電源頻率的交流電自動(dòng)調(diào)節(jié)成與電源頻率相同的交流電反饋回電源，只要調(diào)節(jié)調(diào)壓器[14]的變比，就能調(diào)節(jié)主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)M1輸出的轉(zhuǎn)差功率大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速的目的。
如果主動(dòng)力電機(jī)M1要制動(dòng)并將其轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成與電源頻率相同的交流電時(shí)，我們只要調(diào)節(jié)調(diào)壓器[14]的變比，使到M2向M1的副定子主繞組[4]輸送電能，因輔助電動(dòng)機(jī)M2的兩定子的磁極對(duì)數(shù)p2又大于p1，所以輔助電動(dòng)機(jī)M2的A1B1C1繞組從電源獲得電磁功率后在其另一繞組A2B2C2輸出頻率小于電源的交流電，而這個(gè)頻率小于電源的交流電在輸入到主動(dòng)力電機(jī)M1的副定子主繞組[4]后，并在M1副定子主繞組[4]中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與M1轉(zhuǎn)子的方向相反，這時(shí)M1就處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，把M2輸送過(guò)來(lái)的電磁功率和M1轉(zhuǎn)子部分的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成交流電傳輸入到M1的主轉(zhuǎn)子繞組[8]后，這時(shí)M1的主轉(zhuǎn)子繞組[8]的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同(與M1的副定子主繞組[4]電流的磁場(chǎng)方向相反)，M1的主轉(zhuǎn)子繞組[8]電流的磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速合成后的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，就能自動(dòng)調(diào)節(jié)到與M1的主定子繞組[3]產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)速相等，所以M1的主定子繞組[3]就可看成是發(fā)電機(jī)的定子繞組，切割主轉(zhuǎn)子繞組[8]的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后產(chǎn)生與電源頻率相同的交流電，將這部分電能反饋回電網(wǎng)。
還有另一種電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)是由兩個(gè)同一類型本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)即主動(dòng)力電動(dòng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱M1)、輔助電動(dòng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱M2)、加上一個(gè)普通的輔助電動(dòng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱M3)和一個(gè)調(diào)壓器[14]組成，具體聯(lián)接方法如下在M1的副定子主繞組串聯(lián)一個(gè)調(diào)壓器[14]后，再與M2的主定子繞組聯(lián)接，而M2的副定子主繞組再與M3聯(lián)接，而M1和M3是直接偶合到系統(tǒng)中輸出機(jī)械功率，M2是空載且只與M1和M3有電的聯(lián)系。當(dāng)M1的主定子繞組在通入交流電后，將電源的部分電磁功率轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率，其轉(zhuǎn)差功率經(jīng)M1的副定子主繞組輸出到調(diào)壓器[14]后，再輸入到M2的主定子繞組，由于M2是空載，其輸出轉(zhuǎn)差功率的頻率比輸入時(shí)更小且會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到一定數(shù)值，M2起到變頻機(jī)的作用，使輸入到M3交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨M1的變化而改變，且比M1的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大而接近其轉(zhuǎn)速，所以M3運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率基本保持不變。當(dāng)M1需要變速時(shí)，只要調(diào)節(jié)調(diào)壓器[14]的變比，也就改變了M1轉(zhuǎn)子的等效電阻，從而改變M1的轉(zhuǎn)速，而其轉(zhuǎn)差功率經(jīng)M2變頻最后輸給M3轉(zhuǎn)變成了機(jī)械能，不會(huì)被消耗掉，大大提高變速時(shí)的效率。這個(gè)系統(tǒng)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小，能從零到大范圍內(nèi)連續(xù)均勻的調(diào)速，而且控制也較為簡(jiǎn)單、效率高的等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)反裝串級(jí)聯(lián)結(jié)而成，其轉(zhuǎn)子可以制成鼠籠型的結(jié)構(gòu)，所以性能上既有鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠、同時(shí)又有繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而且沒有集電環(huán)和電刷，平時(shí)的維修量大大減少，在使用時(shí)完全可以取代繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
2、當(dāng)本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)需要定速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在其接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，可以在副定子主繞組[4]中接入直流勵(lì)磁電流，這樣電動(dòng)機(jī)就相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)反裝式同步電動(dòng)機(jī)串級(jí)聯(lián)接，只要調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁電流使其出現(xiàn)過(guò)勵(lì)時(shí)，就能向前級(jí)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸送超前的容性電流，使電動(dòng)機(jī)在空載或輕載時(shí)功率因數(shù)也較高，同時(shí)兼有同步電動(dòng)機(jī)的性能。
3、當(dāng)需要進(jìn)行調(diào)速時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法是只要在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的副定子主繞組[4]串聯(lián)上可調(diào)感抗器[16]，這樣調(diào)節(jié)可調(diào)感抗器[16]的阻抗就能控制副定子主繞組[4]電流的大小，而副定子輔助繞組[5]接上適當(dāng)?shù)碾娙葸€可以提高電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)后，其轉(zhuǎn)速就能從零到一定速度范圍內(nèi)無(wú)極調(diào)速，控制的方法比變頻調(diào)速簡(jiǎn)單、效率也很高，而且在低速、高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都較穩(wěn)定。
4、由于本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在調(diào)速運(yùn)行時(shí)沒有集電環(huán)和電刷，也不像交流整流子電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)需要換相相所以可設(shè)計(jì)出輸出功率很大的調(diào)速電動(dòng)機(jī)及由它組成的調(diào)速系統(tǒng)。而利用可控硅變頻系統(tǒng)輸出的電流和輸出功率是有一定的極限，其輸出電流和輸出功率越大可控硅的價(jià)格越昂貴。
5、由本發(fā)明的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)，可以在轉(zhuǎn)子低于主定子繞組[3]的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，將拖動(dòng)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成與電源頻率相同的交流電反饋回電源，使電能的利用率大大提高。
權(quán)利要求
1.一種同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，含有機(jī)座[12]、定子和轉(zhuǎn)子，該電動(dòng)機(jī)的機(jī)座[12]內(nèi)制有主定子和副定子兩個(gè)定子，并在主定子和副定子中設(shè)有主定子鐵芯[1]和副定子鐵芯[2]，且分別嵌有主定子繞組[3]和副定子主繞組[4]，其轉(zhuǎn)軸[11]支撐在軸承[10]上，軸承[10]固定在端蓋[13]中央；在同一轉(zhuǎn)軸[11]上裝有兩個(gè)分離的主轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子，分別在主轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子里設(shè)有主轉(zhuǎn)子鐵芯[6]和副轉(zhuǎn)子鐵芯[7]，并分別嵌有主轉(zhuǎn)子繞組[8]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]，這兩轉(zhuǎn)子繞組既可以是鼠籠型的結(jié)構(gòu)，也可以是繞線型的結(jié)構(gòu)。其特征是分別嵌在主轉(zhuǎn)子鐵芯[6]和副轉(zhuǎn)子鐵芯[7]中的主轉(zhuǎn)子繞組[8]和副轉(zhuǎn)子繞組[9]的聯(lián)接是反裝串級(jí)聯(lián)接，而這兩轉(zhuǎn)子繞組只有電的聯(lián)系，使副轉(zhuǎn)子繞組[9]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與主定子繞組[3]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、主轉(zhuǎn)子繞組[8]的電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸[11]的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這樣副定子、副轉(zhuǎn)子組成反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)并與主定子、主轉(zhuǎn)子組成的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是以同軸反裝的形式串級(jí)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于副定子鐵芯[2]中還嵌有一組副定子輔助繞組[5]，其磁極對(duì)數(shù)與副定子主繞組[4]副轉(zhuǎn)子繞組[7]的磁極對(duì)數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成使用單相交流電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、使用三相交流電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或使用兩相交流電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種同軸雙轉(zhuǎn)子繞組反裝串級(jí)聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，主要由兩個(gè)定子和兩個(gè)同軸分離的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在同軸上兩個(gè)分離轉(zhuǎn)子中的主轉(zhuǎn)子繞組和副轉(zhuǎn)子繞組只有電的聯(lián)系，且副轉(zhuǎn)子繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和主轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，使副轉(zhuǎn)子、副定子構(gòu)成的反裝式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與主轉(zhuǎn)子、主定子構(gòu)成的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是同軸反裝串級(jí)聯(lián)接，電機(jī)運(yùn)行時(shí)在副定子主繞組中接入可調(diào)感性阻抗后，只要調(diào)節(jié)可調(diào)感性阻抗的大小就能控制副定子主繞組電流的大小，而副定子輔助繞組中接入適當(dāng)電容可調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)，電機(jī)就能達(dá)到小電流啟動(dòng)、大范圍調(diào)速的目的，沒有集電環(huán)、電刷等裝置，性能比繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可靠且維修工作量少。
文檔編號(hào)H02K16/00GK1543041SQ20031011402
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者鄧立民 申請(qǐng)人:鄧立民