双定子双磁回路鼠笼交流调速电机制造技术

本发明专利技术涉及一种交流异步调速电机，它解决了目前交流电机调速范围小，自然特性差的问题。它是由两组独立的定子铁芯及其绕组，共同作用于一组鼠笼电机转子构成，两组定子绕组分别接不同的电源，通过移相器改变一组定子绕组供电的相位角来达到调速的目的。它具有交流鼠笼电动机的一切优点，而其调速范围可以从０平稳调到额定转速，其自然特性好，是一种较理想的交流调速电机。（*该技术在2014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交流异步调速电机，特别是一种双定子双磁回路鼠笼交流调速电机。自交流异步电动机问世以来，人们对交流异步电机的调速问题一直在进行深入广泛的研究。特别是交流鼠笼电机，因其具有工艺制造技术简单，电机本身可靠性高，无电接触元件，成本低的优点，而得到广泛的应用，但交流鼠笼电动机的调速问题，几十年来一直未得到理想的解决方案。目前人们的基本观点认为交流异步电动机的调速特性不佳，无论就其调速范围和调速的平滑性来讲都不能和直流电动机相比，如需在宽广范围内调速的机械负载，异步电动机便不能采用，利用直流电动机调速，虽然它具有良好的自然外特性，但由于直流电机工艺制造技术复杂，电机本身可靠性低，有电接触元件，成本高的缺点，在应用上也受到限制。现有的异步电动机的调速方法是改变供电电源的频率，改变电动机的极对数，改变转差率，这些调速方法虽也可以调速，但所能应用的范围是有限的。本专利技术的目的在于提供一种具有交流鼠笼电机的全部优点又具有或十分接近直流电机的调速特性的双定子双磁回路鼠笼交流调速电机。本专利技术是用如下方式完成的双定子双磁回路鼠笼交流调速电机，它包括在机座1上装有电机转子的转轴和铁芯及其绕轴9，在机座1内分别装有两组独立的定子铁芯及其懂组构成两组独立的定子铁饼及其绕组构成两组独立有磁回路同时作用在一个转子铁芯及其绕组9。两组独立的定子铁芯2和3及其绕组4和5是轴向排列装在机座1内，在电机转子的转轴6上装有两段独立的转子铁芯8和7分别对应两组独立的定子铁芯2和3，在两段独立的转子铁芯8和7上嵌装一组转子绕组9，转子铁芯及其绕组9穿插在两组独立的定子铁芯2和3之中构成两组磁回路同时作用在转子绕组9上。两组独立的定子铁芯2和3及其绕组4和5是分别装在机座1的两端盖上，在转子的转轴6的支架上分两段装有转子铁芯8和7，在两段独立的转子铁芯8和7上嵌装一组转子绕组9两组独立定子绕组4和5产生的定子磁场分别沿转子轴向作用于转子铁芯8和7用其绕组9构成两组回路，同时作用在转子绕组9上。两组独立的定子铁芯2和3及其绕组4和5是分别装在机座1内和机座1内的支承轴10上，定子铁芯2是圆筒，定子铁芯3是圆柱，传动轴6联接支承架11，在支承轴10装在支承架11上，传动轴6和支承轴10有端头分别半在机座1的两端盖上，在支承架11上装在转子铁芯7和其绕组9，转子铁芯7用其绕组9在定子铁芯3之间构成两组磁回路同时作用在转子绕组9上。本专利技术双定子双磁回路鼠笼交流调速电机结构简单，无电接触元件，可靠性高，成本低，由于其结构与交流鼠笼电机类似，故它具有交流鼠笼电机的一切优点。它的调速范围宽，可由0一直调到额定转速，且调速的稳定性好，在调速特性上具有接近直流电机调速的性能。它的功率因素高，对电网无任何污染，其自然特性可按使用需要进行调速，采用不同的参数可获得恒转、短恒功率、恒转速等特性，与控制系统相配能获得与变频调速类似的人工特性，本专利技术在异步电机调速方面有着广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例1结构示意2是本专利技术等效电路3是本专利技术实施例二结构示意4是本专利技术实施例三结构示意图下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明实施例一如图1所示，本专利技术双定子双磁回路鼠笼交流调速电机是由在机座1内排列装有两组独立的定子铁芯2和3，转子铁芯及其鼠笼绕组9穿插在两组独立的定子铁芯2和3之中，在定子铁芯2上嵌装有定子三相绕组4，在定子铁芯3上嵌装有定子三相绕组5，转子铁芯及鼠笼绕组9可以是普通的鼠笼电机转子结构，只是比普通鼠笼电机转子要长;因它要同时穿插在两组独立的定子铁芯2和3之中，但采用这结构无疑要多消耗一些材料，同时也增加一些电能损耗，故最好是采用如图1所示的转子结构，即在转轴6上分两段装设转子铁芯8和7分别对应定子铁芯2和3，在两段转子铁芯8和7上装设一组鼠笼绕组9，在两段转子铁芯8和7之间用绝缘材料充填，这样的转子结构不仅能节省金属材料，而且能减少电能损耗，提高电机效率，转轴6装在机座1两端盖上的轴承内。该电机与普通鼠笼电机结构十分类似，只是多一组定子铁芯和定子三相绕组，它的三相定子绕组4接电网电源，三相定子绕组5经移相器后接电网电源，通过调节定子绕组5中电源的相位即可达到调速的目的。本专利技术双定子双磁回路鼠笼交流调速电机的工作原理是在交流鼠笼电动机中，气隙磁场，激磁电流由电网电压提供，定子的激磁电流在气隙中产生旋转磁场，交流鼠笼式电机的基本方程式为 从上述基本方程式可见，r2′和x2′均很小， 接近 ，则电动机要工作在一定电功率条件下，转差率S必须很小，即电机要在接近同步速运行。本专利技术双定子双磁回路鼠笼交流电机，同时具备两个独立的定子铁芯及其绕组，转子上的结构与普通鼠笼电机完全一样，只是铁芯分为两段，中间一段无铁芯，转子绕组只有一组，且处于两组定子铁芯及其绕组之下，两组定子绕组接有各自的电源，等效电路图如附图2所示。图2所示等效电路图，将本电机分成A和B两侧，也即定子铁芯2和绕组4设为A例，定子铁芯3和绕组5设为B侧，A侧由U1供电，而B侧由U2供电 它们在各自的定子与转子之间的气隙中产生旋转磁场，作用于转子绕组9。用最简单的方式来说明作用原理，即取两组定子铁芯的气隙、电压以及绕组线圈等参数完全相同，只是供电压的相位不同，在转子两侧产生电势为E21和E22，根据磁势变换计算上述等效电路得到 这相当两台交流异步鼠笼电机的转子电路串联在一起，暂认为两侧均处于电动机运行状态。如上所述，当A，B两侧定子铁芯、线圈、气隙、电压幅值等参数完全相同时，则 ，但相位将近似差θ角，即供电电源的相位差角。若设想θ＝180°时，则 ，此时转子中没有电流。若设想θ＝0°时，则 此时相当两台共轴异步鼠笼电机，改变θ值，由下式 可知将引起 的改变，进而引起转子绕组中电流 的改变。由于电机两组定子绕组分别由各自外电压供电，负载电流 的关系不再是简单的与转子回路中的电抗和电阻值有关，但电流转换关系仍然按磁势关系 ，同时转子电流与两侧电势的幅值与相位有关，因而 的相位与 之间的夹角可能大于90°这时 将会出现 值大于 值的情况，此时该侧电机即以发电机方式运行另一侧除供给转轴输出机械功率外同时向发电机一侧提供电能，这种发电机的工作原理既不同于同步发电机，又不同于异步发电机，可称之为交流激磁同步发电机。该机与一般同步发电机的不同之处在于它由f1＝Sf0的交流电源向转子激磁，在转子表面产生n1＝60(f0-f1)的旋转磁场，此时转子以n0-n1的转速运行，磁场的实际空间转速为n0，即为电源的同步速，该机的同步转速同时取决于激磁电流的频率与电源的频率，除电枢反应与同步电机有不同外，该机的特性与同步电机十分接近。该机与一般异步发电机的不同之处在于发电机一侧的激磁电流由另一侧提供。该机的交流激磁同步发电机有三种工作状态，状态的划分取决于相位角θ，如前所述，相位角θ由180°变到0°时，电机为B侧由发电机状态变为电动机状态，在该期间存在着某种特殊的状态为1.θ＝θ0时，这时电机的A侧向转轴提供转速n1的机械能，又向电机的B侧提供频率为f1的激磁电流，此时电机B侧不向电网提供或吸收有功功率，而向电网提供或吸收无功功率，电机的B侧是作为同步补偿器用，θ0称之为临界相位角。2.θ＜θ0时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双定子双磁回路鼠笼交流调速电机，它包括在机座［１］上装有电机转子的转轴和铁芯及其绕组［９］，其特征是在机座［１］内分别装有两组独立的定子铁芯及其绕组，构成两组独立的磁回路，它们同时作用在一个转子铁芯及其绕组［９］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王逸民，
申请(专利权)人：王逸民，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]