轻高效风机泵用多速异步机制造技术

本发明专利技术所述轻高效风机泵用多速异步机属于与Ｙ型异步机同机座号、同结构高速、等功率之１６个系列变极电机，该电机多套三相绕组之引线头总数限在６头至１５头之间，均为全负荷绕组，其优化设计法、嵌线法、分组接线法等，实质为“广义多变量离散函数优选法”在变极异步机中应用。本发明专利技术适合于要求与单速机组接近等重的多速风机水泵节能、降耗用。比９０年代ＹＤＴ型多速异步机除效率稍高，品种数倍外，减重降价１０％～２５％许。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所述的多速异步机是指一种新颖的包容16个系列，约200多个不同容量、规格、品种的轻高效风机泵用多速异步机。它是继94109204·6号专利技术专利“轻重节能多速全绕组异步机”之后文，经实践和样机研制后，考虑到单速风机水泵变流量运行时浪费的电力巨大，为了节能、降耗需要，进一步减少多速异步机总引头数，对于双速异步机由9头降为6头；对于三速异步机，部分系列可由15头降为12头。本专利技术属于轻自重、高效率风机水泵专用，除三相绕组结构不同外与Y型单速异步机有相同机械结构、相同机座号之高速等功率变极多速异步机；本多速异步机之三相绕组为全负荷绕组，即不论多速机为双速或三速，不论绕组为单层或多层、不论绕组多个跨距或分裂线圈，电机之各绕组均全部载流；实际上本多速异步机属于电机内部空间和铜铁有效材料，绝缘填充系数等均接近极限利用之多级变速电机，具有最佳材料利用系数值，A=ΣPG=P1+P2+P3G,]]>(这里P1、P2、P3代表三种转速下的输出功率值瓦千数总和，G为多速异步机以公斤计总重。本专利技术是在Y系列单速异步机基础上派生改革而成的新型电机系列，为叙述方便以代号QYDT表达，即轻重(Q)、多速(D)、风机泵用(T)、之Y型单速异步机派生产品；其有关之现有技术是80年代之YD型系列多速异步机′文和90年代之YDT型系列风机泵用多速异步机′文，后者的总体性能水平与国外90年代同类产品接近；YD型和YDT型系列电机的特点是双速机均为6引线头、三速机9引线头，亦即每速3引头线，其优点是引线头数量少，可简化控制电器开关；其不足是YD型或YDT型双速机之高速档输出功率仍低于同机座号之单速异步机或者其材料利用系数A较低，不属于铜铁有效材料接近极限利用电机，应用于风机水泵与单速机保持同样功率储备时，需将双速机放大1个机座号，对三速机需放大2个机座号不等而且高速档电机效率下降较多；又YD型系列三速机都设置有不同跨距值之双套三相绕组，YDT型系列电机也相同。后者还只有1个系列2Pi＝4/6/8三速机，事实上并非风机水泵不用2Pi＝2/4/6、2/4/8、4/8/16、6/8/12等三速异步机，而是由于双套绕组导致三速异步机体积过大，性能恶化，设计困难制约，又YD型、TDT型三速运行中都只有一套绕组投入工作，各变速档下绕组载流率都只有50％，故大大降低了异步机输出容量和效率值，并耗费铜铁有效材料。取YD112M-4/6/8、YDT 112M-4/6/8与同机座号接近同重量Y112M-4比较为例YD电机的输出功率仅有1.5瓦千；YDT的输出动率为2.3瓦千，而Y型的输出功率为4.0瓦千，本专利技术之QYDT112M-4/6/8的输出功率亦为4.0瓦千。针对上述现有技术中所存在的问题，设计一种结构合理，技术先进的与单速异步机比较，高转速时同容量，外形尺寸不放大亦即机座号不变之轻高效风机泵用多速异步机系列，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。鉴于上述现有诸种多速异步机技术中所存在的问题，本专利技术的目的是尽可能保留YD型、YDT型系列电机的优点，而克服其缺点，利用“广义多变量离散函数优选法”在电机变极中应用，专利技术一种新型多速异步机系列，以适应占全国40％电力消耗的节能多速风机，各种多级调速水泵对于优性能、多规格、多品种、多速异步机的需求。本专利技术所述的轻高效风机泵用多速异步机系列，其机械结构见附附图说明图1，它主要是由机座、定子铁芯、转子、转轴等组成。定子三相绕组不同于Y型单速异步机，可以引用单套、双套、或多套绕组，变极调速时各套绕组均载流，通过特殊的子绕组分组接线法，优化变极时三相绕组接线方式M后所得之全绕组异步机系列，它与YDT型系列电机相似亦有双速与三速之分，可供多级变速风机水泵实际应用选择；若与YDT型全部5个系列电机比较，本专利技术之多速异步机扩展为16个系列；本系列中任一规格多速异步机，其最高转速档之输出功率及效率值与同机座号单速异步机相接近，而材料利用系数A还高于单速异步机。本系列电机的不足是比较YDT型系列电机之每速3引线头稍有增加，本系列电机中双速机有6个引线头，但三速机却为12～15个引线头，故总引线头数为∑N＝6～15。本系列电机的优点是轻重量、高效率、高出力、宽速比、多品种、广用途。本多速异步机系列机械结构另一特点是出线盒完全通用Y系列单速异步机，但比较后者简化，省去接线盒中的接线板、接线柱和螺母、垫圈等定位装置，本系列电机全部6头～15头均为自由端，密闭放置于接线盒中。本系列电机之所以有如此多系列、多品种之优性能多速异步机，其原因是实践研究了多速电机中最佳变极数2Pi，它是诸多(10个)自变量包含定子铁芯内径Di、铁芯长度L、定、转子槽数Q1和Q2、绕组系数Kdp、三相绕组跨距Yk等诸离散自变量的隐函数。所有这些优性能的获得其实质是“广义多变量离散函数优选法”，若干主导自变量最佳取值在异步电动机变极调速中的应用。本专利技术所述的最佳变极数因变量2Pi的可取值是依据下列隐函数公式获得的2Pi＝f 式中各自变量值含义Di——定子铁芯内径(毫米)；L ——定子铁芯净长 (毫米)；Q1——定子槽数；Q2——转子槽数；Yk——三相绕组以槽数计的跨距值；S ——绕组层数；∑N——总引出线头数；W ——三相绕组套数；Kdp——绕组系数；M ——Δ或Y或多个Δ多个Y串并联之接线方式；2Pi＝2、4、6、8、12、16、18、24。灵活运用公式、通用Y系列单速异步机之全部机械零部件，可取Y系列之Y80、Y90、Y100、Y112、Y132、Y160、Y180、Y200、Y225、Y280、Y315各个机座号之机座，并取其不同长度定转子铁芯，使其定子铁芯上三相绕组空出，据不同多速异步机性能需要，按本专利技术所提供之8个全槽电势星嵌线表方法嵌线，其实质为优化绕组嵌线法，依公式算出Yk值，据变极档数需要引入高绕组系数、不等跨距值、双层或多层绕组、或分裂线圈之特殊设计，改进子绕组分组接线法并选取最佳之三相绕组接线方式M等，从而制造出本轻高效风机泵用多速异步机系列。以下阐述本专利技术之异步机系列设计、制造技术之关键，给出全部16个系列、约200多个不同容量、规格、品种的全绕组异步机的全槽电势星嵌线表之使用方法、各系列电机的主要参数、技术特点及其应用领域。1.少引线双速异步机根据“广义多变量离散函数优选法”公式可知增加总引线端数∑N值，可改善或提高异步机各转速档下绕组系数Kdp值，但需付出控制电器、变速开关数量增多代价，为在本专利技术电机中使用最少总引线端数∑N＝6，兼并取得与同机座号单速异步机比较输出功率不下降或少有提高要求，创造新型高出力少引线双速异步机，简化开关电路、节省电机用料，为此发展传统的六个引线端双速异步机变极之“反向法”，以“反向法”为基础，引入约束条件、分数槽跨距、特殊接线方式M等，创造电机空间及铜铁材料都接近极限利用比同机座号单速机输出功率更高的双速机；对于变极数为2Pi＝2/4、4/8、6/12、8/16、4/6、6/8、8/12 共七个系列双速机，引入约束条件首先决定怎样通用Y型单速机何种磁极数机座号，第1个约束条件是选取最少极数Pmin之定转子铁芯及其机座号，如2Pi＝2/4变极，就本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由机座（１）、定子铁芯（２）、转子（４）、转轴（５）所组成之轻高效风机泵用多速异步机，其特征在于定子三相绕组（３）为变极绕组，可以是单套绕组、双套或三套不等跨距绕组、或分裂线圈含混相绕组，但均为全负荷绕组、各套绕组变极调速时均载流并全部投入运行；电机绕组引线头总数限制在６头到１５头之间，根据变极绕组的不同方式可以分成子绕组进行分组组合，其组合形式可以按转速分为双速、三速，按磁极比分为倍极比、非倍极比等；由于定转子槽数Ｑ↓［１］及Ｑ↓［２］、电枢铁芯直径Ｄ↓［ｊ］、长度Ｌ、绕组跨距Ｙ↓［Ｋ］选取值不同，调节绕组系数Ｋ↓［ｄｐ］值，改变并选择其接线方式Ｍ，从而导出其总的组合形式，可归结为１６个与Ｙ型单速异步电机相同机械结构，相同机座号，高速等功率之风机泵用多速异步机系列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周曼金，
申请(专利权)人：周曼金，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]