同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机制造技术

一种同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机，含有机座［１２］、定子和转子，该电动机的机座［１２］内制有主定子和副定子两个定子，并在主定子和副定子中设有主定子铁芯［１］和副定子铁芯［２］，且分别嵌有主定子绕组［３］和副定子主绕组［４］，其转轴［１１］支撑在轴承［１０］上，轴承［１０］固定在端盖［１３］中央；在同一转轴［１１］上装有两个分离的主转子和副转子，分别在主转子和副转子里设有主转子铁芯［６］和副转子铁芯［７］，并分别嵌有主转子绕组［８］和副转子绕组［９］，这两转子绕组既可以是鼠笼型的结构，也可以是绕线型的结构。其特征是分别嵌在主转子铁芯［６］和副转子铁芯［７］中的主转子绕组［８］和副转子绕组［９］的联接是反装串级联接，而这两转子绕组只有电的联系，使副转子绕组［９］的电流产生的旋转磁场的方向与主定子绕组［３］的电流产生的旋转磁场的方向、主转子绕组［８］的电流产生的旋转磁场的方向、电动机转轴［１１］的转动方向相反，这样副定子、副转子组成反装式感应电动机并与主定子、主转子组成的感应电动机是以同轴反装的形式串级联接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机，属于机电工程领域。现有的鼠笼型感应电动机由于其具有结构简单、价格便宜、效率高、工作可靠等优点，被广泛应用到工、农生产的一种电动机，但其启动电流大，特别是调速特性较差等缺点，一般只能用在不需要调速的电力拖动系统。而绕线式感应电动机虽然启动电流较小，在一定的范围内能调速，但其结构复杂且价格昂贵，由于有集电环和电刷等元件，在运行中会产生噪声，且有易磨损、维修量大等缺点。目前鼠笼型感应电动机调速的方法主要有变极调速、电磁调速、和变频调速。但不是因为不能达到无极调速，或是在低速时发热严重、效率低，就是变频调速的技术复杂、成本高而不能广泛使用。人们试图通过改变电动机的结构来克服现感应电动机的不足，希望只要改变电动机的输入电压、或改变转子的电流等方法就能达作到连续均匀调速的目的。针对上述出现的问题，双定子感应电动机引起了人们的注意，中国专利CN 2135869Y公开了一种双定子的感应电动机，这种电动机实际上是由两台同轴感应电动机的转子绕组串级联接组成，由于两电动机转子绕组产生的旋转磁场方向相同，在运行时一台电机是向外输出机械功率，而另一台电机却是处于发电机状态，而电机发出的交流电就从这台电机的定子绕组输出，经一个可调功率逆变反馈回电源，或在其定子绕组中外接可调电子元件和电气设备，就能在一定范围内调速，但其中一个电动机运行时处于发电机状态，使电动机对外输出的机械转矩减小，效率不高。本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机及其应用装置，使它在克服绕线式感应电动机上述缺陷，运行时没有集电环和电刷，效率高且其转子也可制成鼠笼型的结构，便于制造和维修，同时兼有两种电动机的优良性能，并能利用其组成高效的电动机调速系统。本专利技术是这样实现的，在同一转轴上装有两个分离的主转子铁芯和副转子铁芯中分别嵌有主转子绕组和副转子绕组，主转子绕组和副转子绕组是反装串级联接，即两转子绕组只有电的联系，并且副转子绕组的电流产生的旋转磁场的方向与主定子绕组的电流产生的旋转磁场的方向、电动机转轴的转动方向相反，这样副定子、副转子组成的反装式感应电动机与主定子、主转子组成的感应电动机它们之间的转子绕组是反装串级联接。当电磁功率从主定子绕组输入后电机将部分电磁功率转变成机械功率，其转差功率经主转子绕组输入到副转子绕组；而这个反装式感应电动机将上一级电机输送来的转差功率中的一部分又转变成机械功率，余下的这部分转差功率最后由副定子主绕组输出，只要在副定子主绕组串入可调感抗器，这样调节可调感抗器阻抗的大小就能控制副定子主绕组电流的大小，达到调节电动机转速的目的，由于在副定子铁芯中还嵌有一副定子辅助绕组，其磁极对数与副定子主绕组相同，当在副定子辅助绕组接上适当的电容还可以提高电动机在运行时的功率因数。(由于副定子辅助绕组和副定子主绕组的交流电是由同一旋转磁场所产生的，所以它们的频率相同)下面对本专利技术的说明书中所出现的附图作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机的结构示意图，各部分名称如下主定子铁芯，副定子铁芯，主定子绕组，副定子主绕组，副定子辅助绕组，主转子铁芯，副转子铁芯，主转子绕组，副转子绕组，轴承，转轴，机座，端盖。图2为本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机的原理图。在图中可以看到主转子绕组的接线端a1、b1、c1与副转子绕组的接线端a2、b2、c2联接时，串级联接的相序为a1-c2、b1-b2、c1-a2，其中a1-c2、c1-a2两相的相序已经改变(a1、b1、c1为同名端，a2、b2、c2为同名端)，所以副转子绕组的电流产生的旋转磁场的方向和主转子绕组的电流产生的旋转磁场的方向、转轴转动方向相反，这样主定子和主转子构成了一台感应电动机；而副定子和副转子构成了一台反装式感应电动机，由于主转子绕组和副转子绕组只有电的联系，即两台感应电动机构成了本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机，图中A1B1C1为主定子绕组的接线端，A2B2C2为副定子主绕组的接线端，A3B3C3为副定子辅助绕组的接线端。为了简化本专利技术的原理图，在原理图中虚线内的部分在图三中是用长方形框的简图代替。图3为本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机的原理简图，图中A1B1C1为主定子绕组的接线端，A2B2C2为副定子主绕组的接线端，A3B3C3为副定子辅助绕组的接线端，假设以上述三个绕组的磁极对数都是为p＝1，电源的频率为f＝50Hz为例进行分析，所以主定子绕组的旋转磁场的同步转速为n1＝3000r/min，因副转子绕组的电流产生的旋转磁场的方向和主定子绕组旋转磁场的方向、主转子绕组的电流产生的旋转磁场的方向、转轴转动方向相反，这时本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机在运行时其转轴的最大转速不超过1500r/min。图4为已公开的技术双定子感应电动机的原理图。公告号为CN2135869Y。由于其主转子绕组的接线端a1、b1、c1和副转子绕组的接线端a2、b2、c2的串级联接方式为a1-a2、b1-b2、c1-c2，所以副转子绕组产生的旋转磁场与主转子绕组产生的旋转磁场的方向、转轴转动方向相同(这也是与本专利技术最大的区别，本专利技术的方向相反)。假定其中一个定子绕组A1B1C1的磁极对数为p1＝1、而另一定子绕组A2B2C2的磁极对数为p2＝2来进行分析；当交流电从定子绕组A1B1C1输入，因p1小于p2，所以从定子绕组A2B2C2输出交流电的频率要小于输入时交流电的频率；而当交流电从定子绕组A2B2C2输入时，因p2大于p1，所以从定子绕组A1B1C1输出交流电的频率要大于输入时交流电的频率。图5为本专利技术的同轴双转子绕组反装串级联接感应电动机启动、调速、定速转动时，其接线方法之一的电路示意图。在图中M为本专利技术的电动机，下面以其主定子绕组、副定子主绕组和副定子辅助绕组的磁极对数都是p＝1，而电源的频率为f＝50Hz的情况下，所以其主定子绕组产生的同步转速为n1＝3000r/min，而运行时其转轴的最大转速不超过1500r/min，为可调直流电源，为可调感抗器，L1L2L3为三相交流电源。当系统电机M启动前，先在其副定子辅助绕组的接线端子A3B3C3接上适当的电容C后，合上KM1和KM2，而KM3断开，这样电能从电源L1L2L3经KM1在M的接线端A1B1C1输入到主定子绕组处，一部分电磁功率由主定子和主转子组成的电动机转变成机械功率，其转差功率从主转子绕组输入到副转子绕组，即输入到由副定子和副转子组成的反装式感应电动机中，而这个反装式感应电动机中又把前一部电机的转差功率中的一部分转变成机械功率输出后，将最后余下的电磁功率从副定子主绕组输出；我们在副定子主绕组中串接上可调感抗器后，只要调节可调感抗器阻抗的大小，就能控制副定子主绕组电流的大小，从而改变电动机的转动速度，同时在副定子辅助绕组接上适当的电容C后还可以提高电动机在运行时的功率因数。因副转子绕组的电流产生的旋转磁场和转轴的转动方向相反，当电动机在额定转速下转动时，副定子主绕组产生的交流电流的频率已很小，如果需要电动机定速转动，这时只要再断开KM2并合上KM3后，副定子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓立民，
申请(专利权)人：邓立民，
类型：发明
国别省市：