專利名稱：低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的三相異步電動(dòng)機(jī)，為電動(dòng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，可以直接啟動(dòng)，它的數(shù)量是繞線式交流異步電動(dòng)機(jī)的10倍以上。但鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，如果采用全壓?jiǎn)?dòng)其啟動(dòng)電流是額定運(yùn)行電流的6-7倍，過大的啟動(dòng)電流，會(huì)產(chǎn)生很大的電壓降。對(duì)于大功率電動(dòng)機(jī)可能會(huì)引起電網(wǎng)電壓顯著降低，影響接在電網(wǎng)上的其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。其次，全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也可達(dá)正常運(yùn)行時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩的2倍，這會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生很大沖擊，增加傳動(dòng)部件的摩擦和額外維護(hù)。因此，對(duì)于較大功率的電動(dòng)機(jī)都要采取措施降低啟動(dòng)電流。
通常鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)降低啟動(dòng)電流的方法有以下幾種(1)串電抗器降壓?jiǎn)?dòng)，在電動(dòng)機(jī)定子回路中串入電抗器，使一部分電壓降在電抗器上。其優(yōu)點(diǎn)是可以通過選用合適的電抗器來控制啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)距的大小，但啟動(dòng)設(shè)備體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。
(2)星形——三角形轉(zhuǎn)換降壓?jiǎn)?dòng)(Y-Δ)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)接成星形，啟動(dòng)結(jié)束后，通過兩個(gè)接觸器變成三角形接法運(yùn)行，成本低，其啟動(dòng)電流是直接啟動(dòng)時(shí)的1/3；但是，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也為額定轉(zhuǎn)矩的1/3，只能用在空載或輕載(負(fù)載率小于1/3)啟動(dòng)的設(shè)備，啟動(dòng)電流不可調(diào)整。
(3)延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)；啟動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)的一部分接成△形，另一部分接成Y形，從而使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩(比△形低但比Y形要高)，運(yùn)行時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成△形。其啟動(dòng)電流可根據(jù)抽頭位置的不同而介于全壓?jiǎn)?dòng)和三角形啟動(dòng)之間。啟動(dòng)裝置簡(jiǎn)單可靠，成本低。但必須使用專用電動(dòng)機(jī)，通用性差。
(4)三相自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，變壓器“高壓端”接電網(wǎng)，“低壓端”接電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)電壓可以調(diào)整，從而可以方便控制啟動(dòng)電流。缺點(diǎn)是成本高、體積大、重量重、故障率高、維修成本大。
(5)采用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。近年來隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外相繼開發(fā)出一系列的“電子式”軟啟動(dòng)器，用于異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制，取代傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備。例如SIEMENS、阿爾法特、ABB(DCS400系列)等。多為進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格已超過了電動(dòng)機(jī)本身；并且這些軟啟動(dòng)器的調(diào)整范圍有限，對(duì)于想進(jìn)一步降低啟動(dòng)電流的場(chǎng)合無法滿足。
(6)變頻器變頻軟啟動(dòng)，原理和“電子式”軟啟動(dòng)器相似，但它比“電子式”軟啟動(dòng)器先進(jìn)。一般軟啟動(dòng)器只調(diào)壓不調(diào)頻，轉(zhuǎn)差功率始終存在，難免出現(xiàn)過大的啟動(dòng)電流；而變頻器采用調(diào)壓調(diào)頻方式，可實(shí)現(xiàn)無過電流軟啟動(dòng)，而且可以提供1.2～2倍額定轉(zhuǎn)矩的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其啟動(dòng)性能十分優(yōu)良。但其價(jià)格也十分昂貴，要數(shù)倍于電動(dòng)機(jī)本身的價(jià)格，因此限制了它的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，的新型低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型所述的低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)，包括三相繞組，其三相繞組分別設(shè)為特性相同的兩組，每相的兩組繞組間設(shè)有能使其構(gòu)成串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的接觸器。
接觸器可以內(nèi)接(在內(nèi)部連接)，也可以外接(在外部連接)，在實(shí)際應(yīng)用中，多以外接適宜，方便安裝、使用和維修、維護(hù)。兩組繞組通過外部連接的接觸器的控制使其構(gòu)成串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，當(dāng)同相的兩組繞組分別串聯(lián)接入電源時(shí)用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，當(dāng)同相的兩組繞組分別并聯(lián)接入電源時(shí)用于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)繞組由9個(gè)接線端子引出，由3個(gè)接觸器完成電動(dòng)機(jī)繞組在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的串、并聯(lián)接線轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)設(shè)備的成本與普通三相異步電動(dòng)機(jī)“Y-Δ”轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式相當(dāng)，控制電路也與“Y-Δ”轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式基本相同，而其啟動(dòng)電流是直接啟動(dòng)時(shí)的1/4，啟動(dòng)電流更低。
工作原理電動(dòng)機(jī)的三相繞組分為特性相同的兩組繞組，當(dāng)兩組繞組串聯(lián)時(shí)用于啟動(dòng)，兩組繞組并聯(lián)時(shí)用于運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組由9個(gè)接線端子引出，由3個(gè)接觸器負(fù)責(zé)繞組在啟動(dòng)時(shí)和運(yùn)行時(shí)的接線的轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行可靠，與普通三相異步電動(dòng)機(jī)相比可進(jìn)一步降低啟動(dòng)電流，有效防止大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)其他用電設(shè)備的影響，在建筑行業(yè)中的混凝土泵送設(shè)備上作應(yīng)用試驗(yàn)，成功取代了原來使用的軟啟動(dòng)器。


圖1、電動(dòng)機(jī)三相繞組星形接法啟動(dòng)與運(yùn)行時(shí)接線轉(zhuǎn)換原理圖。
圖2、電動(dòng)機(jī)三相繞組星形接法啟動(dòng)時(shí)的電路原理圖。
圖3、電動(dòng)機(jī)三相繞組星形接法運(yùn)行時(shí)的電路原理圖。
圖4、本實(shí)用新型三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用電路原理圖。
圖5、電動(dòng)機(jī)三相繞組三角形接法啟動(dòng)與運(yùn)行時(shí)接線轉(zhuǎn)換原理圖。
圖6、電動(dòng)機(jī)三相繞組三角形接法啟動(dòng)時(shí)的電路原理圖。
圖7、電動(dòng)機(jī)三相繞組三角形接法運(yùn)行時(shí)的電路原理圖。
圖中KM2、KM3、KM4及KM2’、KM3’、KM4’為接觸器；U1、U2、U3、V1、V2、V3、W1、W2、W3、U4、V4、W4及U1’、U2’、U3’、V1’、V2’、V3’、W1’、W2’、W3’、U4’、V4’、W4’為繞組接線端子；M為電動(dòng)機(jī)；QM1為空氣開關(guān)。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型所述的低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)，其三相繞組并聯(lián)支路數(shù)為2。將三相繞組的兩種連接方式星形接法和三角形接法，分別描述如下(1)三相繞組為星形接法如圖1所示，KM2(KM2-1～3)、KM3(KM3-1～3)、KM4(KM4-1～3)系列為接觸器，啟動(dòng)時(shí)KM4吸合，KM2、KM3斷開，其繞組連接與圖2等效；運(yùn)行時(shí)KM2、KM3吸合，KM4斷開，其繞組連接與圖3等效。繞組的U4、V4、W4接線端在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部相交接，繞組的U1、U2、U3、V1、V2、V3、W1、W2、W3由9個(gè)接線端子引出用于電動(dòng)機(jī)外部接線。
如圖2所示，啟動(dòng)時(shí)，繞組U1-U2和U3-U4串聯(lián)，V1-V2和V3-V4串聯(lián)，W1-W2和W3-W4串聯(lián)，U4、V4、W4交接于一點(diǎn)，U1、V1、W1接三相電源。
如圖3所示，運(yùn)行時(shí)，繞組U1-U2和U3-U4并聯(lián)，V1-V2和V3-V4并聯(lián)，W1-W2和W3-W4并聯(lián)；U1、U3相交接，V1、V3相交接，W1、W3相交接；U2、V2、W2交于一點(diǎn)，U4、V4、W4交于一點(diǎn)。
如圖4所示，圖中QM1為空氣開關(guān)，KM2、KM3、KM4為接觸器。啟動(dòng)時(shí)KM4吸合，KM2、KM3斷開，兩組三相繞組串聯(lián)；運(yùn)行時(shí)KM2、KM3吸合，KM4斷開，兩組三相繞組并聯(lián)。
(2)三相繞組為三角形接法繞組接線電路原理分別見圖5、圖6、圖7。圖5為啟動(dòng)與運(yùn)行綜合接線原理圖，圖中KM2’(KM2-1～3’)、KM3’(KM3-1～3’)、KM4’(KM4-1～3’)系列為接觸器；圖6為啟動(dòng)時(shí)的等效電路原理圖；圖7為運(yùn)行時(shí)的等效電路原理圖。
三角形接法時(shí)，U1’與V4’、V1’與W4’、W1’與U4’在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部分別相交接，并將三個(gè)交點(diǎn)分別引出至U1’、V1’、W1’接線端子；U2’、U3’、V2’、V3’、W2’、W3’亦分別引出至外部接線端子，9個(gè)外部接線端子用于電動(dòng)機(jī)外部接線。
運(yùn)行過程與星形接法時(shí)的原理相同，不再贅述。
對(duì)于并聯(lián)支路數(shù)為偶數(shù)的繞組，用并聯(lián)支路數(shù)除以2即可獲得兩組對(duì)稱的三相繞組。對(duì)于并聯(lián)支路數(shù)為奇數(shù)的繞組則需選擇繞組的并繞根數(shù)為偶數(shù)，其偶數(shù)除以2便能分為兩個(gè)繞組。而且在選取繞組線規(guī)時(shí)，要保證兩組繞組的導(dǎo)線總截面積相同，以保證兩個(gè)繞組的特性相同。然后按照上述方法分別引出9個(gè)接線端子用于電動(dòng)機(jī)外部接線。
權(quán)利要求1.一種低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)，包括三相繞組，其特征在于三相繞組分別設(shè)為特性相同的兩組，每相的兩組繞組間設(shè)有能使其構(gòu)成串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的接觸器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)，包括三相繞組，其三相繞組分別設(shè)為特性相同的兩組，每相的兩組繞組間設(shè)有能使其構(gòu)成串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的接觸器。兩組繞組通過外部接觸器的控制使其構(gòu)成串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，當(dāng)同相的兩組繞組分別串聯(lián)接入電源時(shí)用于啟動(dòng)，同相的兩組繞組分別并聯(lián)接入電源時(shí)用于運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組由接線端子引出，由接觸器實(shí)現(xiàn)繞組在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的串、并聯(lián)接線轉(zhuǎn)換。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行可靠，與普通三相異步電動(dòng)機(jī)相比可進(jìn)一步降低啟動(dòng)電流，有效防止大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)其他用電設(shè)備的影響，在建筑行業(yè)中的混凝土泵送設(shè)備上作應(yīng)用試驗(yàn)，成功取代了原來使用的軟啟動(dòng)器。
文檔編號(hào)H02P1/26GK2724292SQ200420053200
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者崔長(zhǎng)利 申請(qǐng)人:崔長(zhǎng)利