一种转子工频交流励磁的三相交流调速电动机的调速方法，该调速电动机包括定子、带有换向器的绕线转子、与定子连接的定子三相调压器、与绕线转子连接的转子三相调压器、装在旋转电刷架上的三相电电刷及电刷架驱动器。该调速电动机的调速方法包括下列步骤：带有换向器的绕线转子，采用直流转子绕组的绕线方法，绕组接在换向器上；将带有换向器的绕线转子通过转子换向器和三相电电刷外接在转子三相调压器的输出端，对绕线转子提供工频三相交流电励磁；使三相电电刷以等角度间隔、均匀分布安装在旋转电刷架上，与转子换向器接触；调整三相电电刷与定子绕组之间的夹角。本发明专利技术实现了大调速范围内的大转矩调速，结构简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动机
，特别是涉及一种转子工频交流励磁的三相交流调速 电动机的调速方法。
技术介绍
在过去的200多年历史过程中，电磁学的先辈们专利技术了直流电、三相交流电，发 明了直流电动机和交流电动机、同步电动机、异步电动机、伺服电动机等。然而电动机的 调速在当今世界工业生产和日常生活中起着举足轻重的作用。直流电动机的调速方法： 2)改变励磁电阻;?改变电枢电压；③改变电枢电阻。这些方法中最常用是改变电枢电压 调速，因为它在不影响电动机最大转矩的情况下，可以使电动机获得宽广的调速范围。直流 电机的调速性能非常好，但与当今广泛使用的交流电机相比，直流电机需要一套大功率的 直流电源，交流电机则不需要；直流电机的电刷系统属于机械摩擦，需要经常维护(换电刷、 清洗整流子)，交流电机则没有这些；碳刷的火花会对大量使用的电子系统造成电磁干扰； 同功率的直流电机的体积比交流电机大；现在的交流变频器已经很成熟，能满足大部分的 调速要求。 目前的交流电动机包括三相异步电动机和同步电动机都是依赖于三相电交替形 成旋转磁场的原理进行工作。其中三相异步电动机通过转子滑差吸收电流励磁和做功。三 相异步电动机的转子有两种形式：鼠笼式和绕线式。绕线式异步电动机的转子绕组与定子 绕组相似。它用绝缘导线嵌与转子槽内，绕组相数与极对数均与定子绕组相等，其中三个出 线端接在转轴的一端的三个滑环上，然后通过三个滑环滑动接触静止的电刷，与外电路相 连。 感应电动机的调速方法：①变极调速：一般是以两个速度为主，是通过外部的开 关切换改变电机绕组的串并联关系实现的。这种多速电动机大都为笼型转子电动机，其结 构与基本系列异步电动机相似;@改变供电电压调速：改变定子供电电压调速是异步电机 的一种调速方法，定子供电电压降低后，转子滑差增大，实现降低转速目的，但是机械特性 差；@改变转子电阻调速：绕线式异步电动机可以通过滑环和电刷在转子绕组回路中接入 附加电阻，用以改善启动和调速性能；@转子串级调速：在绕线转子回路引入附加电势进 行调速的方法，称为绕线式异步电动机的串级调速，转子串电势的优越性是可以回收转差 功率，包括低同步串级调速和超同步串级调速两种情况。晶闸管串级调速系统的总功率因 数低，产生的高次谐波对电网有污染；?变频调速：变频调速是利用异步电动机的同步转 速随频率变化的特性，通过改变电动机的供电频实现的调速方式，变频调速属于改变电源 参数的调速，既适用于同步电动机，也适用于异步电动机；?斩波内馈调速：异步机的定子 上，附加了与原绕组相绝缘的内馈绕组(亦称调节绕组)，用来接受转子移出的电转差功率， 内馈绕组在旋转磁场的作用下，产生频率为n、幅值恒定的感应电势E3,变流装置使内馈 绕组工作在发电状态，把所接受的电转差功率又通过电磁感应，反方向传输给定子原绕组， 使定子的输入功率减小，与机械功率相平衡，实现无级调速;?无刷双馈电机：无刷双馈电 机经过改进以后只有一个定子，一个笼形转子，一套公共磁路，定子中有两套不同极对数的 绕组，一组称功率绕组，接三相电网，另一组称控制绕组，接变频装置。在两种绕组极对数确 定的情况下，通过改变控制绕组变频器的输出频率即可实现电机的无级调速；转子供电 式三相并励交流换向器电动机：这种电动机在带换向器的转子中装有两套绕组，一个是由 滑环与电刷引出的三相交流绕组，它由三相交流电网馈电，作为原边；另一个是由换向器 上的电刷引出的换向器绕组，它通过电刷与定子绕组分别串联成闭合回路，构成电机的副 边，电刷的张开角是可调的，三对电刷还可以同时沿圆周移动至所需的任意位置，由于这种 电机采用转子馈电式，整个电机的全部电能全经过电刷和滑环从转子边进入，因此电压不 能太高，一般在500V之内。 现有各种调速方法，各有优缺点： 1、 变极调速只有2-3种固定转速，不能无级调速； 2、 改变供电电压调速，属于滑差调速，机械特性差； 3、 改变转子电阻调速，多用于改善启动性能，机械特性差； 4、 转子串级调速，采用晶闸管或变频器，有谐波污染； 5、 变频调速，有谐波污染，功率越大成本越高； 6、 斩波内馈调速，有谐波污染； 7、 无刷双馈电机，有谐波污染； 8、 转子供电式三相并励交流换向器电动机，电压受限，容量受限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种转子工频交流励磁的三相交流调速电动机 的调速方法，该调速控制装置为三相调压器，结构简单，成本低，不产生高次谐波，具有直流 电动机低速大转矩的调速特性，转速调整范围广特点。 采用的技术方案是： ，该调速电动机包括定子、 带有换向器的绕线转子、与定子连接的定子三相调压器、与绕线转子连接的转子三相调压 器、装在旋转电刷架上的三相电电刷及电刷架驱动器。该调速电动机的调速方法包括下列 步骤： 一、 带有换向器的绕线转子，采用直流转子绕组的绕线方法，绕组接在换向器上，直流 转子绕组与换相器的连接方法包括叠绕组、波绕组均可以被采用；绕组线圈跨距槽数与转 子铁芯槽数的关系为：线圈跨距槽数（L)=转子铁芯槽数(M)/三相电电刷数（D)，其中三相 电电刷数（D)=转子磁极数（N)*3/2。应保持转子铁芯槽数（M)为三相电电刷数（D)的整数 倍，如果线圈跨距槽数（L)得到非整数，则向下取整； 二、将带有换向器的绕线转子通过转子换向器和三相电电刷外接在转子三相调压器的 输出端，对绕线转子提供工频三相交流电励磁，通过调整三相电电刷的相序，使转子励磁磁 场旋转方向与定子磁场旋转方向相同，励磁磁场在转子上旋转，励磁磁场转速与转子转速 无关，只与绕线转子极对数和电源频率有关，绕线转子励磁磁场转速计算方法与定子磁场 转速计算方法相同； 三、 使三相电电刷以等角度间隔、均匀分布安装在旋转电刷架上，与转子换向器接触； 当电刷数量为3个且电刷间间隔120°时，在转子上形成2级旋转磁场；当电刷数量为6个 且电刷间间隔60°分布，同相电刷并联时，在转子形成4级旋转磁场；每个电刷与前后相邻 的两个电刷不同相； 四、 调整绕转子轴转动的三相电电刷，调整三相电电刷与定子绕组之间的夹角，进而调 整转子励磁磁场与定子磁场之间的相位夹角； 五、 调整三相电电刷与定子绕组之间的相位夹角，可以使转子励磁磁场与定子磁场的 相位完全重合，达到转子磁极与定子磁极的极性互相吸引的同步相位； 上述的转子励磁磁场与定子磁场处于同步相位的时候，转子励磁产生无功功率，随着 转子励磁电压的增加，定子无功功率降低，功率因数提高；随着转子励磁电压的进一步提 高，定子功率因数达到1，再会转入容性状态，对电网反馈无功功率。 上述的通过调整三相电刷与定子绕组之间的相位夹角，使转子励磁磁场落在旋转 方向上落后于定子磁场一定角度，随着转子励磁电压的增加，电机的输出功率增加；当负载 不变时，转子转速上升；轻载时，可以获得超同步转速。 上述的通过调整三相电刷与定子绕组之间的相位夹角，使转子励磁磁场落在旋转 方向上超前于定子磁场一定角度的时候，随着转子励磁电压的增加，电机转速降低，直至停 止。 本专利技术的特点在于： 1、 解决了交流电动机转子不能采用工频交流电励磁的问题， 2、 调速控制装置为三相调压器，结构简单，成本低，无需电力电子元器件，不产生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转子工频交流励磁的三相交流调速电动机调速方法，该调速电动机包括定子（1）、带有换向器(4)的绕线转子（2）、与定子连接的定子三相调压器（7）、与绕线转子连接的转子三相调压器（8）、装在旋转电刷架（5）上的三相电电刷（3）及电刷架驱动器（6）,其特征在于该调速电动机的调速方法包括下列步骤：1）、带有换向器的绕线转子（2），采用直流转子的制备方法，转子绕组接在换向器(4)上，转子绕组与换相器（4）的连接方法包括叠绕组、波绕组或蛙绕组；绕组线圈跨距槽数与转子铁芯槽数的关系为：线圈跨距槽数（L）=转子铁芯槽数（M）/三相电电刷数（D），其中三相电电刷数（D）=转子磁极数（N）×3/2；应保持转子铁芯槽数（M）为三相电电刷数（D）的整数倍，如果线圈跨距槽数（L）得到非整数，则向下取整；2）、将带有换向器（4）的绕线转子（2）通过换向器（4）和三相电电刷（3）外接在转子三相调压器的输出端，对绕线转子（2）提供工频三相交流电励磁，通过调整三相电电刷（3）的相序，使转子励磁磁场（10）旋转方向与定子磁场（9）旋转方向相同,励磁磁场在绕线转子（2）上旋转，励磁磁场转速只与绕线转子极对数和电源频率有关；3）、使三相电电刷（3）以等角度间隔、均匀分布安装在旋转电刷架（5）上，与换向器（4）接触；当电刷数量为3个，且电刷间间隔120°时，在绕线转子（2）上形成2级旋转磁场；当电刷数量为6个，且电刷间间隔60°分布，同相电刷并联时，在绕线转子（2）形成4级旋转磁场；每个电刷与前后相邻的两个电刷不同相；4）、调整绕转子轴转动的旋转电刷架（5），调整三相电电刷（3）与定子绕组之间的夹角，进而调整转子励磁磁场（10）与定子磁场（9）之间的相位夹角；5）、调整三相电电刷与定子绕组之间的相位夹角，使转子励磁磁场（10）与定子磁场（9）达到转子磁极与定子磁极的极性互相吸引、相位完全重合的同步相位。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨猛，
申请(专利权)人：杨猛，张瑜，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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