本发明专利技术的异步电动机适用于需要调节转矩和转速的负荷。该电动机调节转矩和转速的主要部件也是其进行机电能量转换的主部件，不增加额外的能量损耗，效率提高。该电动机具有简单的双铁芯结构，其短路绕组回路的电流和电压是通过改变其中两个感应电势的矢量之和进行调节的，其调节转矩和转速只须调节两铁芯间的相对转角，或改变两铁芯上绕组间的接线顺序，方便可靠。由该电动机构成的调压变压器适用于其负荷电压须频繁调节的用电设备，调节两铁芯间的相对转角即可调压，调压过程中磁阻变化小。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种转矩和转速可调节的交流异步电动机和由此电动机构成的可调压变压器。目前交流电动机的各种调速方法需要使用具有和控制对象相当容量的控制元件和设备，使成本增加，浪费较多的电能。例如，滑差离合器式的调速装置，虽具有设备简单的优点，但其输出的功率须经二次的能量转换，使单机的重量增加，能耗增大。用大功率半导体器件进行调压和变频的调速装置，成本和维护费用高，存在着电源利用率低和产生较大的谐波的缺点。本专利技术的任务是提出一种更为简单，且与现有技术相比更为可靠，成本更低，节省电能的可调转矩和转速的异步电动机和由这种电动机构成的可调压变压器。本专利技术的异步电动机具有组成现有的异步电动机的外壳、端盖、轴和轴承，以及铁芯冲片等组件。本专利技术的异步电动机和由此电动机构成的可调压变压器的特征在于定子和转子上都有磁路是独立的两个铁芯，转子的两个铁芯分别被定子的两个铁芯包围，它们能够互相提供磁通的回路。定子或转子之一的两个铁芯上装有电枢绕组，而另一个的两个铁芯上则装有短路绕组。电枢绕组的绕制使得其接通交流电源时，两个独立铁芯的园周上具有大致相同的磁通分布，并产生各自的旋转磁场，且这两个旋转磁场具有相同的转角速度和相同的旋转方向。短路绕组的绕制使得分布于两个铁芯上的短路线圈为串接，并构成若干个独立的回路，当电枢的两个旋转磁场分别切割短路绕组线圈时，每个短路绕组闭合回路中的感应电势的变化规律基本相同，且是这两个旋转磁场在分布于两个铁芯上的短路绕组中形成的感应电势的矢量和。当改变电枢绕组或短路绕组之一的磁路是独立的两铁芯连同绕组之间的相对转角，或改变这两铁芯上绕组的接线顺序，使得短路绕组回路中两个感应电势矢量间的夹角在O-π弧度之间变化时，转子的输出轴上转矩和转速可在最大值和最小值之间变化;使转子和定子相对静止，断开短路绕组的短路点，短路绕组各回路的开口电压在最大值和最小值之间变化。电枢绕组或短路绕组之一的磁路是独立的两铁芯连同绕组间的相对转角，通过传动装置手动和自动调节。两个铁芯间离开的距离应不使两对电枢绕组和短路绕组间的能量交换互相受到较大影响;在需要这两个铁芯连同绕组间相对转动时不致互相障碍。可见，本专利技术的异步电动机调整转矩和转速的主要部件，也是电机能量转换的主部件，使电机的调速不必增加复杂的调速装置，没有额外的能量损耗，电源的利用率提高，调速装置简单，制造费用低。本专利技术的异步电动机在做调压器使用时，调压器原付边磁路的磁阻不变，使其内阻变化小，克服了感应式调压器内阻变化大和改变抽头式调压器需要许多接点和接点的切换问题。本专利技术的解决方案，可进一步用以下的几个附图和实施例进行说明。附图说明图1是本专利技术的电动机结构示意图。图1中1、10为转子铁芯，转子铁芯上的短路绕组为鼠笼式，11为转子短路导体，2为短路环，5和9为定子铁芯，定子铁芯装有电枢绕组3，其中定子铁芯9固定在一个可在电机外壳4中转动的套筒6上，套筒6上固定有蜗轮7，蜗轮与蜗杆14相啮合，套筒6由压圈8来限定其轴向的位置。当转动手柄13，蜗轮、蜗杆机构可带动套筒6和定子铁芯9在所限定的角度内旋转。图1中的12为通风孔。两个定子的电枢绕组的绕制和一般交流电动机的绕制方法相同，电枢绕组通入三相交流电后，使两个电枢铁芯具有相同的旋转磁场方向和相同的旋转磁场转角速度。两个旋转磁场矢量如图2所示，F为定子铁芯5上的旋转磁场矢量，G为定子铁芯9上旋转磁场的矢量，两个矢量间的夹角为θ，改变定子上两铁芯的相对转角位置，也就改变了两旋转磁场矢量间的夹角θ。图1中电动机的短路绕组是由转子上的短路导体和短路环构成的，短路导体均匀地分布在转子铁芯园周上，短路绕组各闭合回路都是由穿过两个转子铁芯的短路导体相串联组成。当两个旋转磁场分别切割转子短路导体时，每龆搪啡谱楸蘸匣芈分懈杏Φ缡频谋浠媛墒窍嗤模沂钦饬礁鲂懦≡诜植加诹礁鎏旧系亩搪啡谱橹行纬傻母杏Φ缡频氖噶亢汀Ｈ绻搪啡谱槭怯啥嘣训娜谱樽龀傻娜葡呤剑蚱湎呷Φ娜浦坪土佑ΡＶっ扛龆搪啡谱楸蘸匣芈分懈杏Φ缡频谋浠媛苫鞠嗤扛龆搪啡谱榈谋蘸匣芈范际怯煞植加诹礁鎏旧系娜谱橄啻槌桑蛊淠苁迪至礁龅缡嘈懦「杏Φ缡频牡印Ｍ 中的矢量M、N是由矢量F、G表示的两电枢旋转磁场在短路绕组闭合回路中形成的感应电势，这两个感应电势矢量间的夹角和两个旋转磁场矢量间的夹角是相同的。本例中的电动机为6级，O-π弧度的电角度对应的机械角度为π/3弧度。定子铁芯9可转动的角度恰是π/3弧度。这样，转动手柄13，使定子铁芯连同其上的绕组在O-π/3弧度的范围内旋转，两个定子旋转磁场矢量间的夹角就在O-π弧度之间变化，短路绕组闭合回路中的两个感应电势间的夹角也在O-π弧度之间变化。图1中的两个定子绕组的电参数相同，两个旋转磁场矢量的幅值相同，定子通电后，只要转子的转速没有达到同步转速，转子导体内就有感应电势产生，每个短路绕组闭合回路中的电势都是这两个旋转磁场感应电势的矢量和，图2中矢量Q即是矢量M、N的矢量和，它表示了短路绕组各闭合回路中实际电压的相位和幅值。改变两旋转磁场矢量间的夹角同时也改变了两感应电势矢量间的夹角和它们的矢量和，使短路绕组闭合回路中的电压和电流发生变化，实现电动机转矩和转速的调节。对于转子导体的感应电势而言，相当于两个旋转磁场的矢量和切割转子导体。图2中的矢量H即是矢量F和G的矢量和。改变定子上两铁芯连同绕组间的相对转角位置，即改变了两矢量F和G间的夹角θ和它们的矢量和H，从而改变转子回路中的电势和电流，使电动机的转矩和转速连续调节。在图2中，两矢量F和G的夹角为θ时，转子上有转矩输出，当改变定子铁芯9的位置，使矢量F和G间的夹角增大α角度后，两矢量间的夹角为π弧度，它们的矢量和为零，转子无转矩输出。当转动定子铁芯9，使矢量F和G间的夹角为零，此时转子获得最大转矩和转速。改变两定子铁芯5和9连同其上的绕组间的相对转角，就可使两旋转磁场矢量间的夹角在O-π弧度之间变化，短路绕组回路中两个感应电势矢量间夹角也在O-π弧度之间变化，它们的矢量和的幅值和相位也发生变化，使转子输出轴上转矩和转速在最大值和最小值之间变化。使上述的电动机转子堵转，短路绕组(绕线式的)断开短路点，改变两电枢铁芯连同绕组间的相对转角，使短路绕组各回路中两个感应电势间的夹角在O-π弧度之间变化时，短路绕组各回路的开口电压在最大值和最小值之间变化。上述的电动机调整定子铁芯的相对转角位置也可用电动、气动和液力偶合等方式实现，如果采用转矩和转速的检测及控制装置驱动调节机构，则可使电动机的转矩和转速自动调节。本专利技术的目的也可用改变绕组间的接线顺序的方式实现，采用这种方式时，转子的输出转矩是阶跃变化的，下面用一个实施例做具体的说明。本例中的电动机具有和上述电动机相同的电枢绕组和短路绕组双铁芯结构，不同的是定子的双铁芯和绕组不能相对转动。定子电枢绕组中的一个直接接入三相电源，另一个电枢绕组是通过一组切换接点和电源接通，使这个电枢的旋转磁场可相对另一个电枢的旋转磁场转动。图3中的3对矢量对应于分布一对极下电枢三相绕组的相位关系，三相绕组相角互差2π/3弧度，它们的反向接法又可形成三个互差2π/3弧度的矢量，这样三相绕组可形成互差π/3的六个矢量，其中1、4为一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可改变转矩和转速的异步电动机和由这种电动机构成的可调压变压器，其特征在于定子和转子上都有磁路是独立的两个铁芯，转子的两个铁芯分别被定子的两个铁芯包围，它们能够互相提供磁通的回路，定子或转子之一的两个铁芯上装有电枢绕组，而另一个的两个铁芯上装有短路绕组。当电枢绕组接通交流电源并在其两个铁芯园周上形成各自的相同转角速度和相同旋转方向的旋转磁场时，串接于两铁芯间的短路绕组各闭合回路中的感应电势的变化规律基本相同，且是这两个旋转磁场在分布于两个铁芯上的短路绕组中形成的感应电势的矢量和，当改变电枢绕组或短路绕组之一的磁路是独立的两铁芯连同绕组之间的相对转角，或改变这两铁芯上绕组间的接线顺序，使得短路绕组回路中的两个感应电势矢量间的夹角在０－π弧度之间变化时，转子的输出轴上转矩和转速在最大值和最小值之间变化；使定子和转子相对静止，断开短路绕组的短路点，短路绕组各回路的开口电压在最大值和最小值之间变化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邹积武，
申请(专利权)人：邹积武，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]
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