專利名稱：繞線式異步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。
目前，國內(nèi)外使用的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其繞組的相數(shù)一般是定子繞組三相、轉(zhuǎn)子繞組三相，都沒有超過三相。理論上，繞組的相數(shù)愈多，電機(jī)的電磁效果愈好，電機(jī)的效率也較高。但在具體實(shí)施中有困難，因?yàn)?1)工業(yè)用電是三相電源，電機(jī)的繞組相數(shù)增多，需另備多相電源，不經(jīng)濟(jì)實(shí)用;(2)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)是幾相，需配用的起動(dòng)電阻、繼電器、接觸器等(總稱“起動(dòng)設(shè)備”，也稱“控制設(shè)備”亦需幾套)。電機(jī)的容量愈大，需要的設(shè)備器件愈多，因而造價(jià)高，占用的空間體積大，安裝和維修都很費(fèi)工時(shí)，一般定子三相、轉(zhuǎn)子三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)就是這樣。
近幾年，國內(nèi)外有在三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)上試用可控硅串級(jí)調(diào)速者，起動(dòng)控制設(shè)備雖有改進(jìn)，但電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)未改變，用的設(shè)備器件數(shù)量仍很多，造價(jià)成本較高，安裝和維修依然很費(fèi)工時(shí)，運(yùn)行欠可靠。1982年5月15日的《山東礦業(yè)學(xué)院》1982年第二期(山東礦業(yè)學(xué)院院刊編輯室編)中，公開了定子三相、轉(zhuǎn)子兩相繞線式異步電動(dòng)機(jī)可以減少起動(dòng)設(shè)備，但仍需采用三個(gè)滑環(huán)和兩套起動(dòng)設(shè)備。1987年1月17日公開的專利申請(qǐng)?zhí)枮?5102475發(fā)明專利申請(qǐng)《新型繞線式異步電動(dòng)機(jī)》中，公開了只需采用兩個(gè)滑環(huán)和一套起動(dòng)控制設(shè)備的定子三相、轉(zhuǎn)子兩相繞線式異步電動(dòng)機(jī)。
上述這些對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的改革，仍然沒有很好地解決提高電機(jī)效率和減少起動(dòng)控制設(shè)備這兩個(gè)問題。尤其是對(duì)于大容量電機(jī)。
本發(fā)明的目的在于通過增多電機(jī)二次繞組的相數(shù)，改變電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改革電機(jī)的起動(dòng)控制方法，以提高電機(jī)的效率和進(jìn)一步減少起動(dòng)控制設(shè)備。
本發(fā)明的目的可以采取下列兩種措施中的一種而實(shí)現(xiàn)(1)第一種型式電機(jī)-一次繞組是三相，裝置于定子，聯(lián)接于三相電源，此種定子繞組與現(xiàn)有的技術(shù)相同;電機(jī)的二次繞組是多相，采用4相、6相、8相或10相，裝置在轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子每相繞組是多路并聯(lián)，把并聯(lián)的諸接線端共同聯(lián)接在一個(gè)導(dǎo)體制成的端環(huán)上，轉(zhuǎn)子繞組每兩相并聯(lián)以后，各用導(dǎo)線聯(lián)接到滑環(huán)上，經(jīng)電刷及其附件與起動(dòng)電阻、接觸器等聯(lián)接。在電機(jī)起動(dòng)期間，改變電機(jī)的一次繞組(定子繞組)每相諸并聯(lián)支路的聯(lián)接方式，配合少量起動(dòng)電阻以達(dá)到減少起動(dòng)設(shè)備，產(chǎn)生所需轉(zhuǎn)矩的目的。起動(dòng)期間，一次繞組每相諸并聯(lián)支路聯(lián)接方式的改變，按每相的并聯(lián)支路數(shù)采取不同的措施在開始起動(dòng)時(shí)，使諸支路的聯(lián)接為二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián)(或是二個(gè)“二支路并聯(lián)者”串聯(lián)再與二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián));起動(dòng)以后，改變?yōu)槎凡⒙?lián)再與另一支路串聯(lián)(串-并聯(lián));繼而改變?yōu)榛炻?lián)(多路串-一并聯(lián))或多路混聯(lián);在起動(dòng)過程后期，使每相繞組諸支路的聯(lián)接方式為電機(jī)正常工作時(shí)的諸支路并聯(lián)。
(2)第二種型式電機(jī)-一次繞組是三相，裝置于轉(zhuǎn)子，三相繞組的三個(gè)接線端各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到三個(gè)滑環(huán)，經(jīng)電刷及其附件聯(lián)接于三相電源;電機(jī)的二次繞組裝置在定子，相數(shù)是m＝2(n+1)相，(n＝1、2、3、4、5……31)。定子每相繞組是多路并聯(lián)，把并聯(lián)的諸接線端共同聯(lián)接在一個(gè)用導(dǎo)體制成的端環(huán)上。在電機(jī)起動(dòng)期間，改變定子諸相繞組的聯(lián)接方式，配合少量起動(dòng)電阻，達(dá)到減少起動(dòng)設(shè)備的目的。
在開始起動(dòng)時(shí)，使定子諸相繞組的聯(lián)接方式為每兩相或三相、四相串聯(lián);在起動(dòng)的后期，使諸相繞組的聯(lián)接方式為電機(jī)正常工作時(shí)的聯(lián)接。
從以上可知(1)由于電機(jī)的一次繞組是三相，聯(lián)接于一般三相電源，無論電機(jī)的二次繞組是多少相，都不需另備多相電源;(2)由于電機(jī)的二次繞組的相數(shù)增多，可使電機(jī)的效率提高。(3)在起動(dòng)期間，利用電機(jī)本身的繞組結(jié)構(gòu)，改變定子每相繞組(或諸相繞組)的聯(lián)接方式，減少了起動(dòng)控制設(shè)備。
對(duì)于中小型容量和穩(wěn)定性負(fù)載，采用電機(jī)的二次繞組裝置于轉(zhuǎn)子者較好;對(duì)于大中型容量和經(jīng)常起動(dòng)、停止的負(fù)載，采用電機(jī)二次繞組裝置于定子者較好。
本發(fā)明的第一種型式電機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)施方案如下(1)首先選定轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2。對(duì)于中小型容量者，可以按下面的式子得出轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2即Z2= (1.1～ (m2)/3 )Z2 YR(1)式中，m2是轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)，m2＝4、6、8、10。Z2YR是現(xiàn)有的相同容量、相同磁極數(shù)YR系列電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽數(shù)。
對(duì)于大中型容量、磁極數(shù)較多者，可采用下面的式子得出轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2，即Z2＝Km2·2p (2)式中，m2是轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)(m2＝4、6、8、或10)。2p是磁極數(shù)，K＝1、2、3、4、5、6、7、8。
(2)轉(zhuǎn)子每相繞組串聯(lián)的線匝數(shù)W2，可以按下面的式子計(jì)算得出W2= (1.5 (m2)/3 )W2 YR(3)式中，W2YR是相同容量、相同磁極數(shù)的YR系列電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組每相的串聯(lián)線匝數(shù)。
(3)轉(zhuǎn)子的每相繞組，一律是多路并聯(lián)。具體措施是把并聯(lián)的諸接線端，共同聯(lián)接在一個(gè)用導(dǎo)體制成的園形端環(huán)上。
(4)轉(zhuǎn)子繞組4相、6相者，裝用滑環(huán)2個(gè)或3個(gè)，起動(dòng)控制設(shè)備用兩套或一套。轉(zhuǎn)子繞組8相、10相者，裝用滑環(huán)4個(gè)或5個(gè)，起動(dòng)控制設(shè)備用三套或兩套。
(5)轉(zhuǎn)子每相每支路的槽數(shù)Zφ及轉(zhuǎn)子每槽的導(dǎo)線根數(shù)、轉(zhuǎn)子導(dǎo)線的截面尺寸(線徑)、轉(zhuǎn)子的槽形尺寸等，可按一般電機(jī)設(shè)計(jì)方法得出。
(6)得出轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2以后，根據(jù)Z2磁極數(shù)2P選擇定子的槽數(shù)Z1。
定子繞組的設(shè)計(jì)和實(shí)施，可以和現(xiàn)有的YR系列電機(jī)者相同。
(7)電機(jī)的主要尺寸，可以和YR系列電機(jī)相同，或根據(jù)關(guān)系式P＝CD2Ln決定(式中，P為功率，C為常數(shù)，n為轉(zhuǎn)速，D為直徑，L為鐵芯長度)。
(8)電機(jī)的磁負(fù)荷Bδ(氣隙磁通密度)和電負(fù)荷A，都可以與現(xiàn)有的YR系列電機(jī)相同。
此型電機(jī)的起動(dòng)控制是在起動(dòng)期間改變定子每相繞組諸并聯(lián)支路的聯(lián)接方式，配備一個(gè)或數(shù)個(gè)起動(dòng)電阻。具體實(shí)施時(shí)配備的起動(dòng)電阻器數(shù)量，按電機(jī)容量和負(fù)載情況而定;每相繞組諸支路聯(lián)接方式的改變，按每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)采取不同的措施;現(xiàn)分別敘述如下(a)每相繞組2路并聯(lián)者，在起動(dòng)開始時(shí)使定子繞組每相的2支路串聯(lián);在起動(dòng)后期，使2支路的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的2路并聯(lián)。
(b)每相繞組3個(gè)并聯(lián)支路者，在起動(dòng)開始時(shí)，使2個(gè)支路或3個(gè)支路串聯(lián);起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，使兩支路并聯(lián)再與另一個(gè)支路串聯(lián)(串一并聯(lián));在起動(dòng)后期，使3個(gè)支路的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的3路并聯(lián)。
(c)每相繞組4個(gè)并聯(lián)支路者，在起動(dòng)開始時(shí)，使兩個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián);起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，使兩個(gè)支路并聯(lián)再與另一個(gè)支路串聯(lián)(串一并聯(lián));再待到達(dá)一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，使兩個(gè)支路并聯(lián)者與另一個(gè)“兩支路并聯(lián)者”串聯(lián)(混聯(lián))在起動(dòng)后期，使4個(gè)支路的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的4路并聯(lián)。
(d)每相繞組5個(gè)并聯(lián)支路者，起動(dòng)開始時(shí)，使二支路并聯(lián)再與3個(gè)支路串聯(lián);起動(dòng)以后，改變?yōu)槎€(gè)支路并聯(lián)再與另兩個(gè)支路串聯(lián)(串一并聯(lián));繼而改變?yōu)槎€(gè)二支路并聯(lián)，再與一個(gè)支路串聯(lián)(混聯(lián))，繼而為兩個(gè)二支路并聯(lián)者串聯(lián)(混聯(lián))，繼而為二支路并聯(lián)者再與三支路并聯(lián)者串聯(lián);最后，改變?yōu)檎９ぷ鲿r(shí)的每相5個(gè)支路并聯(lián)。
(e)每相繞組5個(gè)并聯(lián)支路者，起動(dòng)開始時(shí)使3個(gè)支路串聯(lián)(或2支路串聯(lián)再與兩個(gè)“2支路并聯(lián)者”串聯(lián));起動(dòng)以后，改變?yōu)?支路串聯(lián)再與一個(gè)“2支路并聯(lián)者”串聯(lián);繼而為一個(gè)支路與兩個(gè)“2支路并聯(lián)者”互相串聯(lián)(混聯(lián));繼而為三個(gè)2支路并聯(lián)者串聯(lián);繼而為兩個(gè)2支路并聯(lián)者串聯(lián)，繼而為一個(gè)“2支路并聯(lián)者”與一個(gè)“4支路并聯(lián)者”串聯(lián)(多路混聯(lián));最后為正常工作時(shí)的每相諸支路并聯(lián)。
每相7個(gè)、8個(gè)并聯(lián)支路者聯(lián)接方式的改變，可按上述方法處理。
從以上可知，電機(jī)起動(dòng)期間，定子每相繞組諸并聯(lián)支路聯(lián)接方式的改變是起動(dòng)開始時(shí)，使二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián)(或二個(gè)“二支路并聯(lián)者”串聯(lián)再與二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián));在起動(dòng)過程中，按一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，使聯(lián)接方式改變?yōu)槎凡⒙?lián)再與另一支路串聯(lián)(串-并聯(lián));繼而為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)2支路并聯(lián)者串聯(lián)(混聯(lián));或改變?yōu)槎€(gè)2支路并聯(lián)者與另一個(gè)3支路并聯(lián)者串聯(lián)(多路混聯(lián));在起動(dòng)過程后期，使定子每相繞組諸支路的聯(lián)接方式為電機(jī)正常工作時(shí)的諸支路并聯(lián)。
2、本發(fā)明的“第二種型式”電機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。
此型電機(jī)的二次繞組裝置于電機(jī)的定子，一次繞組裝置于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，不論二次繞組是多少相，轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)都只需三個(gè)。裝置于轉(zhuǎn)子的三相繞組的三個(gè)接端，各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到軸上的三個(gè)滑環(huán)，經(jīng)電刷和導(dǎo)線聯(lián)接到一般的三相電源。
(1)首先選定二次繞組的相數(shù)m(根據(jù)容量和工作性質(zhì)選定)。m可以是2(n+1)相，n＝1、2、3、4……31。
(2)選定二次繞組的相數(shù)m后，按下面式子得出定子的槽數(shù)。即Z1＝Km·p(4)，式中，m是二次繞組的相數(shù);p是磁極對(duì)數(shù);K＝1、2、3、4、5、6、7、8(容量較小，相數(shù)m較多者，k取較小的數(shù))。
得出定子槽數(shù)Z1以后，根據(jù)Z1選定出轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2。
(3)定子每相繞組的串聯(lián)線匝數(shù)W1，按下面式子得出，即W1＝(1.5～ (m)/3 )·W2YR(5)式中，m是二次繞組的相數(shù)，W2YR是現(xiàn)有的相同容量、相同磁極數(shù)的YR系列電機(jī)轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)線匝數(shù)。
(4)二次繞組是多路并聯(lián)，采取并聯(lián)支路數(shù)a＝p(磁極對(duì)數(shù))。把并聯(lián)的諸接端，共同聯(lián)接在一個(gè)園形的端環(huán)(導(dǎo)體制成)上。
(5)電機(jī)的主要尺寸D、L及磁負(fù)荷Bδ、電負(fù)荷A都可以與現(xiàn)有的YR系列電機(jī)者相同，或根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定，即P＝CD2Ln(式中，P是功率，D是直徑，L是鐵芯長度，n是轉(zhuǎn)速，C是一個(gè)常數(shù))。
(6)此型電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，相當(dāng)于現(xiàn)有一般電機(jī)的定子繞組，此型電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的線徑(N-φ)和每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)，都可以與現(xiàn)有的YR系列電機(jī)的定子繞組相同。
(7)由于二次繞組裝置于電機(jī)的定子，具備了提高繞組電壓的有利條件，可以把定子每相繞組的串聯(lián)線匝數(shù)增多，以提高定子繞組的電壓等級(jí)。例如，可以提高為600伏，3000伏，6000伏，此時(shí)，定子繞組的實(shí)施方案和采用的絕緣與一般同電壓等級(jí)的電機(jī)相同。
此型電機(jī)的起動(dòng)控制是在起動(dòng)期間改變定子諸相繞組的聯(lián)接方式，配備一個(gè)或數(shù)個(gè)起動(dòng)電阻器。具體實(shí)施時(shí)，電阻器的數(shù)量依電機(jī)容量和負(fù)載情況而定;諸相繞組的聯(lián)接方式，按繞組的相數(shù)而采取不同的方式。具體措施是(1)在起動(dòng)開始時(shí)，每兩相、三相或四相繞組串聯(lián)，使定子的m相繞組的聯(lián)接方式為 (m)/2 、 (m)/3 或 (m)/4 相星形聯(lián)接。
(2)在起動(dòng)過程中，利用接觸器的觸頭閉合與斷開，改變一個(gè)(或數(shù)個(gè))起動(dòng)電阻器的聯(lián)接方式，使一個(gè)(或多個(gè))起動(dòng)電阻器運(yùn)用三次。
(3)在起動(dòng)過程的最后階段，利用轉(zhuǎn)換開關(guān)使定子m相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接。
(4)對(duì)較大容量穩(wěn)定性負(fù)載、定子繞組的相數(shù)較多者，不用一般的起動(dòng)電阻器，用“頻敏電阻器”。
下面結(jié)合幾個(gè)例子和附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明電機(jī)的實(shí)施。
實(shí)施例130千瓦、6級(jí)，第一種型式電機(jī)的具體設(shè)計(jì)和實(shí)施方案電壓380伏，頻率50赫芝，定子繞組三相，轉(zhuǎn)子繞組4相，工作方式連續(xù)，絕緣等級(jí)B，防護(hù)等級(jí)IP23。電機(jī)的主要尺寸與YR(IP23)6級(jí)、30千瓦電機(jī)相同。
(1)轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2按前述式(1)得出，即Z2= (1.1 ～ (m2)/3 )Z2 YR= 59.4～72槽式中m2＝4是本電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)。Z2YR＝54是YR系列(IP23)30千瓦、6極電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽數(shù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，采用轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2＝60槽。
(2)轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)線匝數(shù)，可按前述式(3)得出，即W2= (1.5～ (m2)/3 )·W2YR= 81～72(匝)式中m2＝4，是本電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù);W2YR＝54，是YR(23)6極、30千瓦電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組每相的串聯(lián)線匝數(shù)。根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果，取W2＝80匝。
轉(zhuǎn)子每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)，采取a2＝p＝3路并聯(lián)，轉(zhuǎn)子每相每支路的槽數(shù)為Zφ = (Z2)/(a2·m2) = 60/(4×3) = 5槽轉(zhuǎn)子每槽的導(dǎo)線是NS2= (2w2)/(Zφ) = (2×80)/5 = 32根(3)轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線采用的線徑(N-φ)為2-1.38。也就是采用兩根直徑1.38毫米的絕緣銅線并聯(lián)。
(4)得出轉(zhuǎn)子每槽的導(dǎo)線根數(shù)NS2和導(dǎo)線的線徑，則可得出本電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽形尺寸。如圖2(b)所示。
(5)根據(jù)轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2＝60，本電機(jī)的定子采用72槽。三相定子繞組的實(shí)施方案，可與YR系列(IP23)30千瓦、6極電機(jī)相同。定子的槽形尺寸如

圖1(b)所示。定子繞組的布置方案如圖1(a)所示。
綜合上述，本電機(jī)的實(shí)施方案是電機(jī)的主要尺寸與YR(IP23)系列的30千瓦6極電機(jī)相同。定子繞組形式雙層迭繞，三相△形聯(lián)接;定子槽數(shù)72槽，每槽的導(dǎo)線數(shù)62根;線規(guī)(N-φ)1-1.25;繞組跨距1-9槽;并聯(lián)支路數(shù)3路;定子繞組的布置方案如圖1(a)所示;定子的槽形尺寸如圖1(b)所示。
轉(zhuǎn)子繞組型式雙層迭繞，四相、星形聯(lián)接;轉(zhuǎn)子槽數(shù)60槽;每槽的導(dǎo)線數(shù)32根，線規(guī)(N-φ)2-1.38;繞組跨距1-9槽;轉(zhuǎn)子繞組的并聯(lián)支路數(shù)3路。轉(zhuǎn)子繞組的布置方案如圖2(a)所示;轉(zhuǎn)子槽形尺寸如圖2(b)所示。
此類中、小型容量電機(jī)、定子繞組每相三個(gè)并聯(lián)支路者，其起動(dòng)控制可采用圖3所示的方法現(xiàn)結(jié)合圖3說明于下電機(jī)定子三相繞組的三個(gè)接端a、b和c，分別聯(lián)接于三相電源。以時(shí)間或轉(zhuǎn)速為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)(1)在起動(dòng)瞬間，每相繞組的兩個(gè)支路經(jīng)接觸器J的常閉觸頭J2串聯(lián)而聯(lián)接于電源，如圖3(a)所示。(2)起動(dòng)后到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速，接觸器的常開觸頭J2閉合，使每相繞組的三個(gè)支路改變?yōu)榇徊⒙?lián)，即兩支路并聯(lián)，與另一個(gè)支路串聯(lián)而聯(lián)接于電源，如圖3(b)所示。(3)到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)接觸器的觸頭J1斷開。觸頭J3和J3′都閉合，這樣則使每相繞組的三個(gè)支路并聯(lián)，如圖3(c)所示。(4)到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，起動(dòng)電阻R(圖中未畫出)短接，電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
對(duì)于定子繞組每相三個(gè)并聯(lián)支路者，也可以采用下列的方法。
在起動(dòng)開始時(shí)，使三個(gè)支路串聯(lián);起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間，按上述的(2)、(3)、(4)次序改變?nèi)齻€(gè)支路的聯(lián)接方式以及使起動(dòng)電阻短接。
總之，在起動(dòng)期間，每相繞組諸支路的聯(lián)接，可以采取幾種不同方式，具體運(yùn)用時(shí)，按電機(jī)容量和負(fù)載需要而定。本發(fā)明的電機(jī)，每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)不只限于三路并聯(lián)。有2路并聯(lián)、4路并聯(lián)以至p路并聯(lián)(p是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù))?，F(xiàn)結(jié)合圖4敘述每相繞組為2路并聯(lián)時(shí)的起動(dòng)控制聯(lián)接方法(一)電機(jī)定子繞組的三個(gè)接端a、b和c分別聯(lián)接于三相電源;(二)轉(zhuǎn)子繞組每兩相并聯(lián)以后，各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸上的兩個(gè)滑環(huán)，經(jīng)電刷及導(dǎo)線聯(lián)接引出，與起動(dòng)電阻器及接觸器CJ的觸頭聯(lián)接，如圖4(b)所示。(三)在定子回路中，裝置一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)(電控制或手控)。這轉(zhuǎn)換開關(guān)具有三對(duì)常閉觸頭(IJ1、IJ2、IJ3)及六對(duì)常開觸頭(2J1、2J2、2J3和3J1、3J2、3J3)。這些觸頭用導(dǎo)線聯(lián)接如圖4(a)所示。
以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)1、在起動(dòng)瞬間，聯(lián)接如圖4(a)所示，此時(shí)經(jīng)常閉觸頭IJ1、IJ2和IJ3使定子每相繞組是二支路串聯(lián)而經(jīng)接端a、b和c分別聯(lián)通于三相電源。
2、起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間或(轉(zhuǎn)速)裝在轉(zhuǎn)子回路中的接觸器CJ閉合〔圖4(b)〕，使電阻R短接。
3、到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，定子回路中所有的常閉觸頭都斷開，所有的常開觸頭都閉合，這樣則使定子每相繞組都是二支路并聯(lián)而聯(lián)通于電源。
在起動(dòng)期間，由于定子每相繞組諸支路的線圈串聯(lián)，對(duì)于起動(dòng)電源已經(jīng)有所限制，在轉(zhuǎn)子回路中裝配1個(gè)電阻器可以達(dá)到限制起動(dòng)電流，產(chǎn)生所需轉(zhuǎn)矩的目的。
從圖4可知，在轉(zhuǎn)子回路中，只裝用1個(gè)電阻器R和1個(gè)接觸器CJ;在定子回路中裝用1個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，或裝用一個(gè)如圖4(c)所示的接觸器(具有三對(duì)常閉觸頭和六對(duì)常開觸頭)，使控制設(shè)備大為簡化。
與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較圖5示現(xiàn)有的“定子三相、轉(zhuǎn)子兩相繞線式異步電動(dòng)機(jī)”的聯(lián)接及其裝用的起動(dòng)控制設(shè)備;本發(fā)明與之比較，在裝用起動(dòng)控制設(shè)備方面減少率是50%。圖6示的是現(xiàn)有的YR系列、JR系列電機(jī)裝用的起動(dòng)控制設(shè)備及其聯(lián)接。從圖6可知，同樣是三級(jí)起動(dòng)，現(xiàn)有的YR系列、JR系列電機(jī)在轉(zhuǎn)子回路須裝用3個(gè)接觸器和9個(gè)起動(dòng)電阻器，而本發(fā)明的電機(jī)(圖4所示者)，裝用2個(gè)接觸器，1個(gè)起動(dòng)器，減少率是75%。
實(shí)施例2380伏，22千瓦、8級(jí)轉(zhuǎn)子繞組6相，本發(fā)明的第一種形式繞線式異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)施方案。
(1)電機(jī)的極數(shù)是8極，用前述式(2)，得出轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2＝Km2·2p＝1×6×8＝48槽(2)按前述式(3)，得出轉(zhuǎn)子繞組每相的串聯(lián)線匝數(shù)W2= (1.5 ～ (m2)/3 )W2YR= 72～96(匝)
式中，m2＝6是轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù);
W2YR＝48是YR系列(IP23)8極、22千瓦電機(jī)轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)線匝數(shù)。采取W2＝72匝。
(3)本電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是4對(duì)極，轉(zhuǎn)子每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)，采取a2＝P＝4路并聯(lián);電機(jī)的極距是48槽/8極＝6，采取轉(zhuǎn)子繞組的跨距為1-6槽。
(4)每相每個(gè)支路的槽數(shù)是Zφ = (Z2)/(a2m2) = 2槽每槽的導(dǎo)線數(shù)是NS2= (2W2)/(Zφ) = 72根采用線徑(N-φ)1-1.34。即繞組的導(dǎo)線采用一根直徑為1.34毫米的絕緣銅線。
(5)根據(jù)導(dǎo)線的線徑(N-φ)和每槽的導(dǎo)線數(shù)NS2，可以采用轉(zhuǎn)子槽形及尺寸如圖8(b)所示。
(6)轉(zhuǎn)子繞組的布置方案如圖8(a)所示。轉(zhuǎn)子繞組的線線型式采用雙層迭繞，6相星形聯(lián)接。
(7)根據(jù)轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2＝48槽，磁極數(shù)是8個(gè)極，采取定子的槽數(shù)為72槽;每槽導(dǎo)線數(shù)62根，每根的線徑(N-φ)1-1.25。
定子繞組的相數(shù)3相，繞線型式雙層迭繞，3相△聯(lián)接?？缇?-9槽，定子繞組的布置方案如圖7(a)所示;定子的槽形尺寸，如圖7(b)所示。
(8)電機(jī)的主要尺寸與YR系列(IP23)8極、22千瓦電機(jī)者相同。
綜合以上，此電機(jī)的實(shí)施方案是電壓380伏、頻率50赫芝，額定容量22千瓦。
極數(shù)8極，工作方式連續(xù)，絕緣等級(jí)B，防護(hù)等級(jí)IP23定子繞組三相;繞組型式雙層迭繞，△聯(lián)接;
跨距1-9，并聯(lián)支路數(shù)4路;定子槽數(shù)72;
每槽線數(shù)62根，線徑(N-φ)1-1.25。定子槽形尺寸如圖7(b)所示;定子繞組的布置方案如圖7(a)所示。
轉(zhuǎn)子繞組6相、星形聯(lián)接;繞組型式雙層迭繞;跨距1-6槽;并聯(lián)支路數(shù)4;轉(zhuǎn)子槽數(shù)48槽;每槽線數(shù)72根;線徑(N-φ)1-1.34;轉(zhuǎn)子槽形如圖8(b)所示;轉(zhuǎn)子繞組的布置方案如圖8(a)所示。
電機(jī)的主要尺寸，與YR系列(IP23)、8極、22千瓦電機(jī)相同。
電機(jī)的起動(dòng)控制可采用圖9所示的辦法。
圖9所示是本發(fā)明對(duì)中小型容量電機(jī)，定子繞組每相4路并聯(lián)，轉(zhuǎn)子繞組6相的起動(dòng)控制聯(lián)接方法及裝用的設(shè)備。定子三相繞組的三個(gè)接端a、b和c，分別聯(lián)接于三相電源。轉(zhuǎn)子6相繞組，每兩相并聯(lián)以后，各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)，經(jīng)電刷和導(dǎo)線聯(lián)接到三個(gè)接端1、2和3;從這三個(gè)接端用導(dǎo)線聯(lián)接到起動(dòng)電阻器R1、R2和接觸器CJ，如圖9(a)所示。電阻R2的一端接于電阻R1的中點(diǎn)M，電阻R2＝ 1/2 R，裝在轉(zhuǎn)子回路的接觸器CJ是三對(duì)觸頭，在定子回路裝用一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制時(shí)(1)起動(dòng)開始時(shí)，全部聯(lián)接如圖9(a)和(d)所示。此時(shí)，在定子方面，經(jīng)轉(zhuǎn)接開關(guān)的常閉觸頭1J，使a相繞組的4個(gè)支路的聯(lián)接如圖9(a)所示，此時(shí)的聯(lián)接方式是a3和a4兩個(gè)支路并聯(lián)再與a1串聯(lián)而聯(lián)接于接端a。(b、c相的聯(lián)接方式與a相者相同，分別聯(lián)接于b、c;圖中未繪出)。
(2)起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，常開觸頭2J閉合。使4個(gè)支路聯(lián)接如圖9(b)所示。聯(lián)接方式是混聯(lián)。
(3)到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)常閉觸頭1J斷開，常開觸頭3J都閉合。這樣則4個(gè)支路的聯(lián)接如圖9(c)所示。聯(lián)接方式是電機(jī)正常工作時(shí)的4個(gè)支路并聯(lián)。
(4)到一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，裝在轉(zhuǎn)子回路的接觸器CJ的三對(duì)觸頭閉合，使起動(dòng)電阻R1和R2都短接，電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
圖9(a)、(b)和(c)示的是定子每相繞組4個(gè)并聯(lián)路者在起動(dòng)過程中的聯(lián)接方式。其它如定子繞組每相5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)并聯(lián)支路，可參照?qǐng)D9和前面所述的措施(d)、(e)等處理。
對(duì)于中小型容量、轉(zhuǎn)子繞組8相者，轉(zhuǎn)子方面可用圖10示的聯(lián)接和裝置，每兩相繞組并聯(lián)以后，各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到四個(gè)滑環(huán)，經(jīng)電刷及導(dǎo)線聯(lián)接引出，與起動(dòng)電阻器R1、R2及接觸器CJ聯(lián)接，如圖10所示。接觸器CJ是4對(duì)常開觸頭，電阻R1＝R2。
定子方面的聯(lián)接(圖中未繪出)，按定子每相繞組的并聯(lián)支路數(shù)采取措施，按前面所述處理。
從圖9(d)和圖10可知，轉(zhuǎn)子繞組6相者，用三個(gè)滑環(huán)(包括電刷及其附件)即可，轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)是8相，則需用四個(gè)滑環(huán)(包括電刷及其附件)如果是10相，則需用五個(gè)滑環(huán)(包括電刷及其附件)。在具體實(shí)施時(shí)，除了由于情況需要，轉(zhuǎn)子繞組8相及以上者，一般采取本發(fā)明的第二種型式電機(jī)較好。
對(duì)于本發(fā)明的第二種型式電機(jī)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述圖11為此型電機(jī)二次繞組為4相者起動(dòng)控制的一例，對(duì)于大中容量經(jīng)常起動(dòng)，停止者，采用圖11示的聯(lián)接方法和裝置較好。
定子4相繞組的首端1、2、3、4各用導(dǎo)線聯(lián)接引出，分別與起動(dòng)電阻器、接觸器等聯(lián)接，如圖11所示，接觸器1CJ、2CJ都是一對(duì)觸頭，接觸器3CJ是2對(duì)觸頭，4CJ是4對(duì)觸頭。起動(dòng)電阻器R3和R4的中間抽頭處(中點(diǎn))各用一根導(dǎo)線聯(lián)接到M點(diǎn)。從M點(diǎn)用導(dǎo)線分別聯(lián)接到起動(dòng)電阻器R2和接觸器2CJ的一端。從中性點(diǎn)O聯(lián)接出一根中性線ONO′，從這中性線分別用導(dǎo)線聯(lián)接到接觸器4CJ、2CJ、1CJ及電阻器R1的一端，以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)起動(dòng)開始時(shí)，整個(gè)聯(lián)接如圖11所示;起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ依次閉合，使電阻R1、R2、R3和R4先后短接;最后，接觸器4CJ的4個(gè)觸頭都閉合，使定子4相繞組的首端1、2、3和4互相聯(lián)通，并經(jīng)4CJ4及中性線NO使每相繞組自成回路。電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
對(duì)于中小型容量者經(jīng)常起動(dòng)停止的負(fù)載。可采用圖12示的聯(lián)接。定子4相繞組的首端1、2、3、4各用導(dǎo)線聯(lián)接引出，分別與起動(dòng)電阻器及諸接觸器聯(lián)接。如圖12(a)示。接觸器1CJ具有兩對(duì)常閉觸頭1CJ1和兩對(duì)常開觸頭1CJ2，接觸器2CJ是兩對(duì)常開觸頭2CJ;接觸器3CJ是三對(duì)常開觸頭。起動(dòng)電阻器R1和R2兩端及中心點(diǎn)M1和M2各用導(dǎo)線引出，聯(lián)接如圖12(a)所示。以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)(1)電機(jī)起動(dòng)瞬間，定子4相繞組與起動(dòng)電阻器及諸接觸器的聯(lián)接。如圖12(a)所示。此時(shí)，簡明的聯(lián)接如圖12(b)所示，在1和2之間串聯(lián)著R1，3和4之間串聯(lián)著R2(電阻R1＝R2)。(2)到達(dá)一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，接觸器1CJ的常開觸頭1CJ2都閉合，常閉觸頭1CJ1都斷開。此時(shí)，簡明的聯(lián)接如圖12(c)所示。(3)到達(dá)一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，接觸器2CJ的觸頭都閉合，此時(shí)的簡明聯(lián)接如圖12(d)所示。(4)到達(dá)一定時(shí)間或轉(zhuǎn)速，接觸器3CJ的觸頭都閉合，此時(shí)的簡明聯(lián)接如圖12(e)所示，4相繞組的聯(lián)接方式是正常工作時(shí)的4支路并聯(lián)。從圖12可知，起動(dòng)電阻器R1使用三次首先使起動(dòng)電阻R1串聯(lián)在電路中使用，繼而是使起動(dòng)電阻R1的一半( 1/2 R1數(shù)值)串聯(lián)在電路中使用，繼而是使起動(dòng)電阻R1的兩半部分并聯(lián)使用。起動(dòng)電阻器R2也是這樣。在起動(dòng)過程中使用三次。按照這種方法，本發(fā)明的第一種形式電機(jī)，在情況需要時(shí)，同樣可使一個(gè)或幾個(gè)起動(dòng)電阻器在起動(dòng)過程中使用三次。圖13示定子繞組6相多級(jí)起動(dòng)的聯(lián)接及裝置圖。接觸器1CJ一對(duì)常閉觸頭1CJ1和一對(duì)常開觸頭1CJ2;接觸器2CJ、3CJ都是一對(duì)常開觸頭;4CJ是三對(duì)常閉觸頭4CJ1和三對(duì)常開觸頭4CJ2;5CJ、6CJ都是三對(duì)常開觸頭;轉(zhuǎn)換開關(guān)(電控制或手控)是9對(duì)常開觸頭。圖13中都用J表示。電阻器R、R1、R2和R3的中點(diǎn)各用一導(dǎo)線聯(lián)接如圖13中所示。定子第1相繞組(1-X)的尾端X聯(lián)接于第2相繞組(2-Y)的首端2，尾端Y聯(lián)接于中性點(diǎn)O。顯然，此時(shí)的第1相和第2相繞組是串聯(lián)著;同樣，第3相和第4相繞組是串聯(lián)著，第5相第第6相繞組是串聯(lián)著。這樣則6相繞組的聯(lián)接方式是3相星形聯(lián)接，三個(gè)首端1、3和5各用一根導(dǎo)線引出，與起動(dòng)電阻器、接觸器等聯(lián)接;從中性點(diǎn)O引出一根中性線ONN′，以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制時(shí)在起動(dòng)瞬間，聯(lián)接如圖13所示;起動(dòng)以后，按一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ、4CJ、5CJ、和6CJ依次產(chǎn)生動(dòng)作;最后，轉(zhuǎn)換開關(guān)J產(chǎn)生動(dòng)作，諸觸頭J都閉合，使定子6相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接。電阻器R及R1、R2和R3，每個(gè)都在起動(dòng)過程中用了三次，每個(gè)都是首先串聯(lián)在電路中使用，繼而是其1/2電阻值串聯(lián)在電路中使用，繼而是其電阻的兩半部分并聯(lián)在電路中使用。
圖13所示的是7級(jí)起動(dòng)，對(duì)于大中型容量經(jīng)常起動(dòng)、停止的負(fù)載，可采用圖13所示的聯(lián)接和裝置。共裝用起動(dòng)電阻器4個(gè)，接觸器6個(gè)，轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè);一般同類電機(jī)(YR、JR電機(jī))7級(jí)起動(dòng)者需裝用的起動(dòng)設(shè)備是起動(dòng)電阻器21個(gè)，接觸器7個(gè);從圖13可知，本發(fā)明的電機(jī)裝用的起動(dòng)控制設(shè)備較一般同類電機(jī)減少60.5%。
實(shí)施例345千瓦、4極、二次繞組8相，本發(fā)明的第二種型式電機(jī)的具體設(shè)計(jì)和實(shí)施方案。
額定電壓380伏、頻率50赫芝，定子繞組8相，轉(zhuǎn)子繞組3相，磁極數(shù)4極，工作方式連續(xù)，絕緣等級(jí)F級(jí)，防護(hù)等級(jí)IP23。
(1)定子繞組是電機(jī)的二次繞組，首先決定出定子的槽數(shù)Z1，按前述式(4)Z1＝Km·p＝80槽式中，m＝8相，p＝2(對(duì)極)，取k＝5從上式得出Z1以后，根據(jù)Z1＝80槽，選定出轉(zhuǎn)子的槽數(shù)Z2＝48槽。
(2)按前述式(5)得出定子繞組每相的串聯(lián)線匝數(shù)W1＝(1.5～ (m)/3 )W2YR＝54～96(匝)采取W1＝60匝。上式中，m＝8，是此電機(jī)定子繞組的相數(shù)，W2YR＝36是YR系列(IP23)4極、45千瓦電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組每相的串聯(lián)線匝數(shù)。
(3)每相的并聯(lián)支路數(shù)，采取a＝2路并聯(lián)。得出定子繞組每相的槽數(shù)為Zφ = (Z1)/(am) = 80/(2×8) = 5(4)每槽的導(dǎo)線數(shù)
NS= (2W1)/(Zφ) = (2×60)/5 = 24根定子繞組的導(dǎo)線用線徑(N-φ)1-1.8;也就是采用一根直徑為1.8毫米的絕緣銅線。
(5)根據(jù)上列的線徑(N-φ)和每槽的導(dǎo)線數(shù)NS，采取定子槽形尺寸如圖14(b)所示。
(6)定子繞組的形式雙層迭繞，8相星形聯(lián)接，跨距1-19槽;定子繞組的布置方案如14(a)所示。
(7)轉(zhuǎn)子繞組是一次繞組，根據(jù)Z2＝48槽、三相、4極和容量45千瓦，額定電壓380伏，此電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的實(shí)施方案是雙層迭繞，三相△聯(lián)接跨距1-6槽;每相繞組的并聯(lián)路數(shù)2路;轉(zhuǎn)子槽數(shù)48槽;每槽線數(shù)24根，繞組的線徑(N-φ)1根，直徑1.12毫米者和3根直徑1.18毫米者并聯(lián);轉(zhuǎn)子的槽形尺寸，如圖15(b)所示轉(zhuǎn)子繞組的布置方案如圖15(a)所示。
(8)電機(jī)的主要尺寸和VR系列(IP23)4極、45千瓦電機(jī)相同;唯定子內(nèi)徑是302毫米，轉(zhuǎn)子外徑是300.9毫米。
圖16所示的是第二種型式電機(jī)二次繞組為8相的起動(dòng)控制聯(lián)接和設(shè)備圖。在定子回路裝置一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)(電控或手控)，具有12對(duì)常開觸頭，在圖16中分別用符號(hào)J1、J2、J3、J4、等表示;裝用的接觸器1CJ是兩對(duì)常閉觸頭1CJ1′和1CJ1″，兩對(duì)常開觸頭1CJ2′和1CJ2″;接觸器2CJ是兩對(duì)常開觸頭;從圖16(a)可知，此時(shí)8相繞組的聯(lián)接方式是4相星形聯(lián)接，四個(gè)首端是1.3.5和7在1和3之間串聯(lián)著電阻R1，在5和7之間串聯(lián)著電阻器R2(R1＝R2)。以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)在電機(jī)起動(dòng)瞬間聯(lián)接如圖16(a)所示，簡明聯(lián)接如圖16(b)所示起動(dòng)后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ和轉(zhuǎn)換開關(guān)依次產(chǎn)生動(dòng)作，使定子8相繞組的聯(lián)接方式依次改變?nèi)鐖D16中的(c)、(d)、(e)所示。從圖16(e)可知，由于轉(zhuǎn)換開關(guān)諸觸頭都閉合，使定子8相繞組的首端1、2、3、4、5、6、7、8互相聯(lián)通，并且每相繞組自成回路，電機(jī)進(jìn)入正常工作運(yùn)行狀態(tài)。附圖16所示的聯(lián)接和裝置，對(duì)于中小型容量穩(wěn)定性負(fù)載及經(jīng)常起動(dòng)、停止的負(fù)載，都可采用。
對(duì)于大容量經(jīng)常起動(dòng)，停止者，可采用圖17所示的聯(lián)接和裝置。圖中R1、R2、R3和R4是電阻器，其中R3＝R4都在其中間抽頭接觸器1CJ、2CJ都是一對(duì)觸頭;裝置一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)(電控或手控)。3CJ1表示這轉(zhuǎn)換開關(guān)的常閉觸頭，3CJ2、3CJ3、3CJ4都表示這轉(zhuǎn)換開關(guān)的常開觸頭。起動(dòng)開始時(shí)，聯(lián)接如圖17所示。起動(dòng)后到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ依次閉合，使R1、R2先后短接;最后，轉(zhuǎn)換開關(guān)3CJ產(chǎn)生動(dòng)作，它的常開觸頭都閉合，常閉觸頭都斷開(延時(shí)斷開)，使8相繞組的首端都互相聯(lián)通，并且都聯(lián)通于中性點(diǎn)O(經(jīng)3CJ4)，使電機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
圖18示定子繞組為10相的起動(dòng)控制方法及裝置圖。定子繞組每兩相串聯(lián)以后，各用一個(gè)導(dǎo)線聯(lián)接引出，與起動(dòng)電阻、接觸器等聯(lián)接，從中性點(diǎn)引出一根中性線ONN′，聯(lián)接如圖18所示。從圖18可知，在起動(dòng)開始時(shí)，10相繞組的聯(lián)接方式是5相星形聯(lián)接。
裝用的接觸器1CJ是一對(duì)常閉觸頭1CJ1和一對(duì)常開觸頭1CJ2接觸器2CJ、3CJ都是一對(duì)常開觸頭;接觸器4CJ是五對(duì)常開觸頭;轉(zhuǎn)換開關(guān)是15對(duì)觸頭，在圖18中都用符號(hào)J表示。電阻器R、R1和R2的中點(diǎn)各用一根導(dǎo)線引出，聯(lián)接如圖19所示。電阻值R1＝R2，R3＝ 1/2 R1＝ 1/2 R2。
以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)起動(dòng)開始時(shí)，聯(lián)接如圖18所示;起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ、4CJ依次產(chǎn)生動(dòng)作;最后，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸頭J都閉合，使10相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接。
對(duì)于中小型容量者，可如下簡化(1)接觸器1CJ和2CJ都不裝用，b點(diǎn)用導(dǎo)線聯(lián)通到N′，如圖18中的虛線所示;其它與圖18所示者相同。
或者(2)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ和起動(dòng)電阻器R都不裝用，把M點(diǎn)和N點(diǎn)用一根導(dǎo)線聯(lián)通，如圖18中的虛線所示。其它與圖18所示相同。使用時(shí)依電機(jī)容量和負(fù)載情況選擇(1)或(2)。
對(duì)于定子繞組為12相者，可以按兩6相者處理14相者可以按一個(gè)8相和一個(gè)6相者處理;16相者可以按兩個(gè)8相處理，也可用圖19所示的聯(lián)接法，每4相繞組串聯(lián)，在開始起動(dòng)時(shí)，使16相繞組的聯(lián)接方式為4相星形聯(lián)接;在這星形聯(lián)接的首端1和5之間聯(lián)接一個(gè)電阻器R1，在9和13之間聯(lián)接一個(gè)電阻器R2(電阻值R1＝R2);此外裝置一個(gè)電阻器R。在電阻R1、R2和R的中點(diǎn)，各用一根導(dǎo)線引出，聯(lián)接如圖19所示。從中性點(diǎn)O聯(lián)接出一根中性線ONN′。
接觸器1CJ是一對(duì)常閉觸頭1CJ1和一對(duì)常開觸頭1CJ2;接觸器2CJ、3CJ都是一對(duì)常開觸頭;接觸器4CJ是兩對(duì)常開觸頭。裝用轉(zhuǎn)換開關(guān)兩個(gè)，每個(gè)是14對(duì)常開觸頭，在圖19中都用符號(hào)J表示。以時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)為函數(shù)進(jìn)行控制時(shí)在開始起動(dòng)時(shí)，聯(lián)接如圖19所示，起動(dòng)以后，到達(dá)某一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ和4CJ依次序先后動(dòng)作;最后，轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作，它們的諸接觸頭J都閉合，使16相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接。
對(duì)于大容量需增加起動(dòng)級(jí)數(shù)的負(fù)載?？稍趫D19所示M和N′之間，適當(dāng)增加一些電阻器與接觸器;增加的電阻器與電阻器R串聯(lián);可參照?qǐng)D19所示的電阻器R的情況處理。
對(duì)于中小型容量電機(jī)，圖19示的聯(lián)接和裝置可以簡化(1)接觸器1CJ和2CJ都不裝用，在b和N′之間聯(lián)接一根導(dǎo)線，如圖19中的虛線所示。其它與圖19所示相同。
或(2)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ和電阻器R都不裝用;在M點(diǎn)和N點(diǎn)之間聯(lián)接一根導(dǎo)線，如圖19中的虛線所示;其它與圖19相同。
對(duì)于定子繞組18相者，可采用圖20所示的聯(lián)接和裝置。在開始起動(dòng)時(shí)，定子繞組每三相串聯(lián)為一組。例如第1、2、3相串聯(lián)，第4、5、6相串聯(lián);這樣就使18相繞組的聯(lián)接方式為6相星形聯(lián)接;在這星形聯(lián)接的首端1和4之間、7和10之間，13和16之間，各聯(lián)接一個(gè)頻敏電阻器(Rf)。如圖20所示。此外，裝置具有14對(duì)觸頭的轉(zhuǎn)換開關(guān)兩個(gè)，其觸頭在圖20中都用符號(hào)J表示。從中性點(diǎn)聯(lián)接出一根中性線ONN′。
(1)開始起動(dòng)時(shí)，聯(lián)接如圖20所示。
(2)起動(dòng)以后，到達(dá)一定轉(zhuǎn)速(或時(shí)間)，轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作，其觸頭J都閉合，使18相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接，電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
圖20所示的是用于大中型容量穩(wěn)定負(fù)載，對(duì)于大中型容量者經(jīng)常起動(dòng)、停止的負(fù)載，在定子繞組為18相時(shí)，可采用圖21所示的起動(dòng)控制聯(lián)接和裝置。在起動(dòng)開始時(shí)，每3相繞組串聯(lián)，使18相繞組的聯(lián)接方式為6相星形聯(lián)接。起動(dòng)以后，到達(dá)一定時(shí)間(或轉(zhuǎn)速)，接觸器1CJ、2CJ、3CJ、4CJ依次先后產(chǎn)生動(dòng)作;最后轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作，它的諸觸頭J都閉合，使18相繞組的聯(lián)接方式為正常工作時(shí)的聯(lián)接。電阻器R、R1、R2和R3的中點(diǎn)都各用一根導(dǎo)線引出，從中性點(diǎn)聯(lián)接出一根中性線ONN′，聯(lián)接如圖2所示。接觸器1CJ是一對(duì)常閉觸頭1CJ1和一對(duì)常開觸頭1CJ2;接觸器2CJ、3CJ都是一對(duì)常開觸頭;接觸器4CJ是6對(duì)常開觸頭。此外，裝用轉(zhuǎn)換開關(guān)兩個(gè)，每個(gè)是14對(duì)觸頭，在圖21中都用J表示。對(duì)于中小型容量電機(jī)和前面一樣可以簡化(1)接觸器1CJ和2CJ都不裝用，在b和N′之間聯(lián)接一根導(dǎo)線，如圖21中虛線所示。其它與圖21相同?；?2)接觸器1CJ、2CJ、3CJ和電阻器R都不裝用，在M和N間聯(lián)接一根導(dǎo)線，如圖21中虛線所示;其它與圖21相同。
繞組24相者可以按三個(gè)8相者處理;36相者可按兩個(gè)18相者處理;48相者可以按三個(gè)16相者處理;64相者可以按4個(gè)16相者處理。其它如20相、26相、28相、30相以及m＝2(n+1)相者(n＝1、2、3……31)，可以參照上列諸圖及所述的措施處理。
綜合以上可知，與一般同類電機(jī)比較，本發(fā)明的特點(diǎn)是(1)變革了電機(jī)本身結(jié)構(gòu)，增多了二次繞組的相數(shù)并且提高二次繞組的電壓，提高了電機(jī)的效率，在同樣情況下，可以節(jié)約電能2-5%。
(2)變革了起動(dòng)控制方法，使起動(dòng)控制設(shè)備大幅度地減少。
權(quán)利要求
1.一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其特征在于一次繞組是三相轉(zhuǎn)子繞組，二次繞組是定子繞組，采用m=2(n+1)相(n=1、2、3、4……31)。
2.一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)，一次繞組是三相定子繞組，二次繞組是轉(zhuǎn)子繞組，其特征在于二次繞組采用4相、6相、8相或10相。
3.按權(quán)利要求一所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子三相繞組接線端各用一根導(dǎo)線分別聯(lián)接到三個(gè)滑環(huán)，經(jīng)電刷及其附件聯(lián)接于三相電源。
4.按權(quán)利要求一或三所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其特征在于定子每相繞組采用多路并聯(lián)，將并聯(lián)的諸接線端共同聯(lián)接在一個(gè)用導(dǎo)體制成的端環(huán)上。
5.按權(quán)利要求一所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其特征在于電機(jī)起動(dòng)期間，改變定子諸相繞組的聯(lián)接方式-起動(dòng)開始時(shí)，定子諸相繞組的聯(lián)接方式為每二相、三相或四相繞組串聯(lián)，在起動(dòng)過程后期，定子諸相繞組的聯(lián)接方式變?yōu)殡姍C(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聯(lián)接。
6.按權(quán)利要求二所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。其特征在于轉(zhuǎn)子每相繞組都采用多路并聯(lián)，把并聯(lián)的諸接線端共同聯(lián)接在一個(gè)導(dǎo)體制成的端環(huán)上，轉(zhuǎn)子每兩相并聯(lián)后，各用導(dǎo)線聯(lián)接到滑環(huán)上，經(jīng)電刷及其附件與起動(dòng)電阻、接觸器等聯(lián)接。
7.按權(quán)利要求二所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其特征在于電機(jī)起動(dòng)期間改變定子每相繞組諸并聯(lián)支路的聯(lián)接方式-起動(dòng)開始時(shí)，定子每相繞組諸并聯(lián)支路的聯(lián)接方式是每二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián)或二個(gè)“二支路并聯(lián)者”串聯(lián)再與二個(gè)或三個(gè)支路串聯(lián);在起動(dòng)過程中，使諸支路的聯(lián)接方式改變?yōu)槎凡⒙?lián)再與另一支路串聯(lián)(串一并聯(lián))，或使諸支路的聯(lián)接方式改變?yōu)槎凡⒙?lián)再與另一個(gè)二支路并聯(lián)者串聯(lián)(混聯(lián))，或使諸支路的聯(lián)接方式改變?yōu)槿齻€(gè)或四個(gè)二支路并聯(lián)者串聯(lián);或使諸支路的聯(lián)接方式改變?yōu)槎€(gè)二支路并聯(lián)者并聯(lián)再與另一個(gè)三支路并聯(lián)者串聯(lián)，在起動(dòng)過程后期，使定子每相繞組諸支路的聯(lián)接方式為電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聯(lián)接。
8.按權(quán)利要求六或七所述的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。其特征在于在電機(jī)起動(dòng)過程中，使一個(gè)或幾個(gè)起動(dòng)電阻器運(yùn)用三次。
全文摘要
本發(fā)明是一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)的一次繞組是三相，二次繞組是多相，并改革了電機(jī)的起動(dòng)控制方法。一次繞組裝置于定子時(shí)，裝置于轉(zhuǎn)子的二次繞組是4相、6相、8相或10相；一次繞組裝置于轉(zhuǎn)子、二次繞組裝置于定子時(shí)，二次繞組是m＝2(n+1)相(n＝1、2、3、4……31)。本發(fā)明提高了電機(jī)的效率，使起動(dòng)控制設(shè)備減少50-75％。
文檔編號(hào)H02P1/26GK1045668SQ89105248
公開日1990年9月26日 申請(qǐng)日期1989年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月13日
發(fā)明者陳鶴 申請(qǐng)人:陳鶴