專利名稱：無刷多層開槽鐵芯頻敏變阻起動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及繞線式異步電動機頻敏變阻起動器，特別是一種關(guān)于無刷頻敏變阻起動器。
為限制起動電流并增大起動轉(zhuǎn)矩，異步電動機起動時轉(zhuǎn)子回路通常須串入起動變阻器。頻敏變阻器因其阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率的變化規(guī)律恰好符合起動變阻器的要求，即開始起動時等效阻抗較大，隨著電機轉(zhuǎn)速的上升阻抗逐漸減小，起動完畢后阻抗很小接近短路，且操作和維護方便，價格低廉，所以在線繞式異步電動機的使用中得到廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)的頻敏變阻起動器一般置于地面，它與轉(zhuǎn)子電路上的連接是通過轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)和電刷來實現(xiàn)的，由于有觸點，不僅會導(dǎo)致無線電干擾，而且會因火花而需對滑環(huán)和電刷經(jīng)常維護。
解決問題的一個有效方法是將頻敏變阻起動器安裝到電動機的轉(zhuǎn)軸上隨電機一同旋轉(zhuǎn)，這就是無刷頻敏變阻器。從專利的檢索情況看，現(xiàn)有的無刷頻敏變阻器由三相管形鐵芯作為磁路，繞組分別繞在各相管形鐵芯表面，且沿軸套均布，圓形磁軛位于三相磁路兩端面并與軸套連接。該變阻器套裝在電動機轉(zhuǎn)軸上，繞組與電動機轉(zhuǎn)子繞組相連。在應(yīng)用中反映出來的突出問題一是體積過大，在現(xiàn)有電動機的滑環(huán)電刷裝置所占的空間內(nèi)直接安裝有相當(dāng)?shù)睦щy；二是重量重轉(zhuǎn)動慣量大，有可能導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)軸受力過大而變形，且影響電機的響應(yīng)速度，因而推廣應(yīng)用受到限制。
現(xiàn)有的無刷頻敏變阻器的鐵芯由一個圓柱形內(nèi)鐵芯和一個圓筒形外鐵芯構(gòu)成，隨著電機功率的增大，其設(shè)計僅僅是相應(yīng)地增大鐵芯的內(nèi)外徑與厚度，然而電磁場分析表明，各種材料的鐵芯設(shè)計厚度有一定的限制，太薄則等效電阻太小，太厚則由于電磁場趨膚效應(yīng)的作用而使材料的利用率下降。另外，現(xiàn)有的無刷頻敏變阻器的最大的弊端是電機起動之初外鐵芯的趨膚效應(yīng)作用使內(nèi)鐵芯中磁場很小而不起作用，從而不能有效地限制電機的起動電流。換句話說，要限制電機起動電流達(dá)到一定的要求，只有增大鐵芯的體積，同時繞組的體積也不得不隨之增大，最終導(dǎo)致整個變阻器的體積龐大，重量增加，造價提高，這也是無刷頻敏變阻器在較大功率電機中難以推廣應(yīng)用的主要原因。
本實用新型的目的在于給出一種每相管形鐵芯為多層外鐵芯，且具有開槽結(jié)構(gòu)的無刷多層開槽鐵芯的頻敏變阻起動器。它可使繞于鐵芯外的線圈所產(chǎn)生的磁場無衰減地直接施加于各層鐵芯，避免了因趨膚效應(yīng)產(chǎn)生的外層鐵芯對內(nèi)層鐵芯的電磁場屏蔽作用，從而使鐵芯具有較大的等效阻抗，以限制異步電動機起動電流并增大起動轉(zhuǎn)矩。
本實用新型所述無刷多層開槽鐵芯頻敏變阻起動器，它的每相管形鐵芯部分，除包括內(nèi)鐵芯1外，還設(shè)有一層以上(包括一層)的外鐵芯2。因為隨著電機容量的增大，因趨膚效應(yīng)內(nèi)鐵芯外徑和外鐵芯厚度應(yīng)保持基本不變時，外鐵芯內(nèi)外徑需相應(yīng)增大，這時內(nèi)外鐵芯間的空間增加，須加以利用，這時可采用多層外鐵芯。對于每一層外鐵芯2，均設(shè)有通槽。這是因為如果外鐵芯不設(shè)有通槽，在電機起動初始階段，尤其起動瞬間，外鐵芯中的渦流大部分集中在其表面，而內(nèi)鐵芯中幾乎沒有渦流，因而變阻器的等效阻抗較小。若在各層外鐵芯上開槽，則磁場就能施加于各層鐵芯，包括內(nèi)鐵芯，在各層鐵芯中感應(yīng)出較大的渦流，以增大變阻器的等效阻抗。
使用本發(fā)明的核心技術(shù)能設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價低的無刷多層開增鐵芯頻敏變阻起動器。它能解決現(xiàn)有無刷頻敏變阻器因體積重量大難以在現(xiàn)有的異步電動機轉(zhuǎn)軸上直接安裝的問題，其應(yīng)用范圍得以擴大。由于其價格低廉性能卓越，可以完全取代現(xiàn)有的各個功率等級的有刷頻敏變阻器，它不僅可以成為電機生產(chǎn)廠家的配套產(chǎn)品，為客戶節(jié)省設(shè)備投資，提高產(chǎn)品的市場競爭力，還可以用于現(xiàn)有電機拖動設(shè)備的改造，從而免去電刷滑環(huán)的維護費用和時間，提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。所以，本發(fā)明的推廣應(yīng)用具有很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
附

圖1為本實用新型的管形鐵芯截面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實用新型的管形外鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
本實用新型可按下述方案進一步實施對于外鐵芯2，設(shè)置一層以上(包括一層)圓管形外鐵芯，每層外鐵芯2均設(shè)有通槽，通槽沿鐵芯軸向設(shè)置，槽的長度小于等于鐵芯的長度。
權(quán)利要求1.一種無刷多層開槽鐵芯頻敏變阻起動器，它的鐵芯部分，包括內(nèi)鐵芯(1)，其特征在于每相管形鐵芯設(shè)有一層以上，包括一層的外鐵芯(2)，且每層外鐵芯(2)均設(shè)有通槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷多層開槽鐵芯頻敏變阻起動器，其特征在于外鐵芯(2)上通槽沿軸向設(shè)置，槽的長度小于或等于鐵芯長度。
專利摘要本實用新型公開了一種無刷多層開槽鐵芯頻敏變阻起動器,它的鐵芯部分,除內(nèi)鐵芯外,其特點在于每相管形鐵芯設(shè)有一層以上(包括一層)的外鐵芯,且每層外鐵芯均設(shè)有通槽。這種頻敏變阻起動器,它可使繞于鐵芯外的線圈所產(chǎn)生的磁場,在電機起動的初始階段無衰減地直接施加于各層鐵芯,避免了因趨膚效應(yīng)產(chǎn)生的外層鐵芯對內(nèi)層鐵芯的電磁場屏蔽作用,從而使鐵芯具有較大的等效阻抗,以限制異步電動機起動電流并增大起動轉(zhuǎn)矩。
文檔編號H02P1/00GK2400963SQ99229959
公開日2000年10月11日 申請日期1999年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月15日
發(fā)明者林鶴云 申請人:東南大學(xué)