高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机制造技术

本实用新型专利技术属电动机，特别涉及一种高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机，由定子１、转子４和轴８组成，电动机定子槽２嵌入两套低谐波同心三相对称移相双层绕组，其补偿绕组３－１每相串联一个电容Ｃ，电动机双鼠笼转子４设两种类型，一是铸铝合金双鼠笼转子，二是铸铝双鼠笼转子，且双鼠笼转子为低漏电抗，电动机定子１的工作绕组３－２和补偿绕组３－１并联接在三相电源上，起动时电动机输出高起动转距及输入低起动电流，高起动品质因数；电动机正常运行可输出满足生产机械所需的低功率、高效率、高功率因数、高过载能力，是一种小马拉大车的电动机，根本上解决了交流电力传动中大马拉小车现象，节省能源，属一种高效节能型电动机。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属电动机，特别涉及一种高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机。技术背景目前，世界各国在交流电力传动系统中，电动机的种类和品种有许多，但是，对于大惯性冲击性机械如游梁式抽油机，柱塞式水泵和重负载起动机械如起重机、带式输送机、压缩机等，它们均具有很大的转动惯量和惯性力矩，拖动这类机械的电动机，必须具有很大的起动转矩。当采用三相鼠笼式电动机拖动时，为满足高起动转矩的要求，电动机必须选择大容量，这样，起动后正常运行时就出现大马拉小车现象。当电动机在欠载下运行时，效率和功率因数降低，将引起电动机损耗增加，浪费能源，提高了生产成本，所以如何研制出高起动转矩低运行功率三相鼠笼电动机，是世人关注的大课题。这些年来。国内外采用三种特殊三相异步电动机第一种具有高起动转矩三相异步电动机，如国产JQO2系列，用在游梁式抽油机械上时，正常运行情况下出现大马拉小车现象；第二种高转差率三相异步电动机，如国产YH系列，运行时效率低，功率因数低；第三种双速三相异步电动机，在煤矿井下皮带输送机上应用，实践证明，它有着两个关键问题一是控制设备复杂、价格昂贵，同时电动机起动后由低速向高速切换时，在机械和电气上将产生很大的冲击，导致故障率高，甚至损坏设备，二是正常运行时还会出现大马拉小车现象。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机。本技术解决其技术问题采用的技术方案是一种由定子、转子(转子导条、转子端环)和轴组成的电动机，其特点是电动机定子槽内嵌入两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组，其中一套补偿绕组(第一绕组)为低谐波同心式三相对称双层绕组，每相均串联一个电容C＝60～80μF嵌入定子槽的下部，在槽底处，工作绕组(第二绕组)为低谐波同心式三相对称双层绕组，嵌入定子槽的上部，在槽口处；当电动机每极每相槽数为q时，设第一绕组的上层绕组在定子槽的匝数分别为N11、N12、N13、N14、……N1q，它们为A1相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反为N1q……、N14、N13、N12、N11，它们为C1相，第二绕组的上层绕组在定子槽中的匝数分别为N21、N22、N23、N24、……N2q，它们为A2相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反为N2q……、N24、N23、N22、N21，它们为C2相；工作绕组与补偿绕组每相串联匝数之比为2～6倍；工作绕组和补偿绕组的两套绕组线圈组的节距y1、y2、y3、y4、……yq均相同，组成两套三相对称双套绕组；移相是指按电动机旋转方向n2计算，补偿绕组的同名端引前于工作绕组同名端一个α电角度，α＝115°～135°；电动机的绕组均取低电流密度，其工作绕组的电流密度Δ2＝2.5A/mm2以下；补偿绕组的电流密度Δ1＝3～4A/mm2；转子导条的电流密度ΔB＝2.1A/mm2以下；转子端环的电流密度ΔR＝1.2A/mm2以下；电动机定子的工作绕组和补偿绕组并联接在三相电源上；电动机的双鼠笼转子设两种类型一是铸铝合金双鼠笼转子，二是铸铝双鼠笼转子，且双鼠笼转子为低漏电抗。本技术的有益效果是起动时该电动机输出高起动转距及输入低起动电流，高起动品质因数；电动机正常运行时可输出满足生产机械所需的低功率、高效率、高功率因数、高过载能力，是一种小马拉大车的电动机，从根本上解决了交流电力传动中大马拉小车现象，节省能源，属于一种高效节能型电动机。以下结合附图以实施例具体说明。附图说明图1示高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机结构图。图2示图1的定子槽形尺寸图。图3示图1的转子槽形尺寸图。图4示图1的两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组中一个极相组q＝4的导体排列及匝数分布图。图5示图1的q＝4低谐波同心式绕组一个线圈组的结构图。图6示图1的两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组中一对极下的绕组展开图。图7示图1的双套绕组的接线圈。图中，1—定子；2—定子槽；3-1—补偿绕组；3-2—工作绕组线圈；4—转子；5—转子双鼠笼槽；6—转子导条；7—转子端环；8—轴；g—空气隙长；N14、N13、N12、N11—第一绕组下层；N11、N12、N13、N14—第一绕组上层；N24、N23、N22、N21—第二绕组下层；N21、N22、N23、N24—第二绕组上层；1、2、3……24—槽号；o—一个线圈半匝边；A1、A2、B1、B2、C1、C2—两套三相绕组的首端；A1、A2、B1、B2、C1、C2—两套三相绕组的末端；C—电容；α—电角度；y1～y4—线圈节距；n2—电动机旋转方向具体实施方式参照附图1，该电动机由定子1、转子4(转子导条6、转子端环7)和轴8组成的，其特点是在电动机定子槽2内嵌入两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组3-1、3-2，其中一套补偿绕组3-1为低谐波同心式三相对称移相双层绕组，每相均串联电容C，电容C＝70μF，嵌入定子槽2的下部，在定子槽2的槽底处，工作绕组3-2为低谐波同心式三相对称移相双层绕组，嵌入定子槽2的上部，在定子槽2的槽口处；定子1的铁芯外径D1＝400mm，内径Di1＝285mm，定子铁芯长度L＝225mm，转子4铁芯内径Di2＝85mm，空气隙长g＝0.6mm，定子槽2为72个，转子槽5为58个。定子槽2的尺寸(见附图2)hs0＝1.0mm，hs1＝0.8mm，hs2＝27mm，b01＝3.8mm，bs1＝6.7mm，R＝5.5mm，θS＝30°，转子槽5的尺寸(见附图3)hR0＝0.85mm，hR1＝10mm，hR2＝2mm，hR3＝18.65mm，Φ＝7mm，b02＝3.8mm，bR1＝4mm，bR2＝7mm，bR3＝2.6mm，θR＝30°。电动机每极每相槽数为q＝4时(见附图4)，按奇次谐波磁动势的绕组系数最小原则，设计出不等匝数的分配，设第一绕组3-1上层绕组在定子槽2的匝数分别为N11、N12、N13、N14，它们为A1相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反，为N14、N13、N12、N11，它们为C1相，第一绕组3-1每相串联匝数为40匝；第二组3-2的上层绕组在定子槽2的匝数分别为N21、N22、N23、N24，它们为A2相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反，为N24、N23、N22、N21，它们为C2相，第二绕组3-2每相串联匝数为236匝；工作绕组3-2与补偿绕组3-1每相串联匝数之比为5.9倍。工作绕组3-2和补偿绕组3-1的两套同心式线圈组的节距相同(见附图5)，为y1＝11槽、y2＝9槽、y3＝7槽、y4＝5槽。电动机为6极，在一对极下电动机定子2的两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组的展开图如图6所示，其中一对极有24个槽，槽编号由1～24，一个线圈的半匝边用符号“O”表示，一个线圈的上层边和下层边用相同的匝数符号表示，匝数的双注角符号中第一个下标，表示第一或第二绕组，第二个下标表示不同槽的匝数，按电动机旋转方向n2计算，第一绕组同名端例如N11位于第1号槽时，则第二绕组同名端的N21应该位于第9号槽，此时第一绕组3-1的同名端恰好引前于第二绕组3-2的同名端的α＝120°电角度，第一绕组3-1中由上层绕组引出线端钮A1、B1、C1为第一套三相绕组的首端，第一绕组3-1中由下层绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高起动转矩低运行功率三相电容式双鼠笼电动机，由定子（１）、转子（４）和轴（８）组成，其特征是：ａ、在电动机定子槽（２）内嵌入两套低谐波同心式三相对称移相双层绕组，其中一套补偿绕组第一绕组（３－１）为低谐波同心式三相对称双层绕组， 每组均串联一个电容Ｃ，Ｃ＝６０～８０μＦ，嵌入定子槽（２）的下部，在槽底处，工作绕组第二绕组（３－２）为低谐波同心式三相对称双层绕组，嵌入定子槽（２）的上部，在槽口处；ｂ、当电动机每极每相槽数为ｑ时，设第一绕组（３－１）上层绕组在定 子槽（２）的匝数分别为Ｎ↓［１１］、Ｎ↓［１２］、Ｎ↓［１３］、Ｎ↓［１４］、……Ｎ↓［１ｑ］，它们为Ａ↓［１］相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反为Ｎ↓［１ｑ］、……Ｎ↓［１４］、Ｎ↓［１３］、Ｎ↓［１２］、Ｎ↓［１１］，它们为Ｃ↓［１］相，第二绕组（３－２）的上层绕组在定子槽中的匝数分别为Ｎ↓［２１］、Ｎ↓［２２］、Ｎ↓［２３］、Ｎ↓［２４］、……Ｎ↓［２ｑ］，它们为Ａ↓［２］相，下层绕组匝数排列与上层绕组相反，为Ｎ↓［２ｑ］、……Ｎ↓［２４］、Ｎ↓［２３］、Ｎ↓［２２］、Ｎ↓［２１］，它们为Ｃ↓［２］相；ｃ、工作绕组（３－２）与补偿绕组（３－１）每相串联匝数之比为２～６倍，工作绕组（３－２）和补偿绕组（３－１）两套绕组的线圈节距ｙ↓［１］、ｙ↓［２］、ｙ↓［３］、ｙ↓［４］……ｙ↓［ｑ］均相同，组成 三相对称绕组；ｄ、移相是指按电动机旋转方向ｎ↓［２］计算，补偿绕组（３－１）的同名端引前于工作绕组（３－２）同名端一个α电角度，α＝１１５～１３５°；ｅ、电动机的绕组均取低电流密度，其工作绕组（３－２）的电流密度Δ↓［２］＝ ２．５Ａ／ｍｍ↑［２］以下，补偿绕组（３－１）的电流密度Δ↓［１］＝３～４Ａ／ｍｍ↑［２］，转子导条（６）的电流密度Δ↓［Ｂ］＝２．１Ａ／ｍｍ↑［２］以下，转子端环（７）的电流密度Δ↓［Ｒ］＝１．２Ａ／ｍｍ↑［２］以下。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳春，高鸿滨，杨滨，杨鸿，
申请(专利权)人：杨芳春，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]