交流调速无刷绕线型感应电动机制造技术

一种交流调速无刷绕线型感应电动机由两个定子和一个转子组成。其转子分为两段，各有其自身的转子绕组，两个转子绕组的三个线端在机壳内部连接，在连接处再接三根导线通过转轴中心孔引至非轴伸端与装在非轴伸端的旋转电阻器连接。也可以将电阻器置于两段转子中间的空隙处。改变定子绕组的接线方式和调压就可调节两个定子旋转磁场的大小和相位差，也可转动其中一个定子绕组进行机械移相来获得高起动力矩，低起动电流和分级或无级调速的性能。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种交流调速无刷绕线型感应电动机，适用于高起动力矩、低起动电流和交流无级调速的各类容量电动机。感应电动机有鼠笼型和绕线型两类，笼型感应电动机直接起动电流为额定电流的6～7倍，引起电网电压较大压降，不利于电机和电网上其它电气设备正常运行。采用降压起动，虽然限制了起动电流，但同时起动力矩与电压平方成比例下降。对于既要限制起动电流，又要有足够的起动力矩的生产机械，则采用绕线型感应电动机，通过电刷的滑环在转子回路中串接电阻或静止频敏变阻器进行起动。目前，绕线型感应电动机调速方法有切换转子外接电阻、斩波和串接调速。切换电阻只能有级调速，使用接触器多，可靠性差。斩波和串接调速的装置复杂，成本高。由于有电刷和滑环，容易磨损，产生火花和噪音，需要经常维护和检修，不利于安全和可靠生产，不适用于易燃易爆的场合。本技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种交流调速无刷绕线型感应电动机，它取消了滑环和电刷，有高起动力矩，低起动电流的优良起动性能，不用变频方法进行大范围的交流无级调速，效率高于现有的转子外接电阻能耗调速。本技术提供的交流无刷绕线型感应电动机如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。图1为交流调速无刷绕线型感应电动机结构示意图。-->（1）机壳，（2）（3）定子铁心，（4）（5）定子绕组，（6）转轴，（7）轴承，（8）（9）转子铁心，（10）（11）转子绕组，（12）出线端，（13）绝缘导线，（14）轴心孔，（15）电阻器，（16）螺栓，（17）旋转电阻器，（18）螺栓，（19）接线柱，（20）套筒，（21）键，（22）弹簧圈，（23）防护罩，（24）通风孔，（25）入水孔，（26）出水孔。电动机机壳（1）内侧装有两个定子铁心（2）和（3），其中嵌有相同排列的定子绕组（4）和（5）。支撑在轴承（7）上的转轴（6）上有两段转子铁心（8）和（9），两段转子铁心中各有转子绕组（10）和（11）。转子绕组（10）的三个出线端（12）与转子绕组（11）的三个出线端分别对应连接，并在连接处分别引出三根绝缘导线（13），通过转轴中心孔（14）引出至非轴伸端，与旋转电阻器（17）的接线柱（19）相联接。图2为压紧铁板的侧视图。图3为一片旋转电阻器的侧视图。旋转电阻器由三片、六片或多片高阻率材料组成，电阻器上有接线孔（31），可接成三相Y形或△形。每片电阻器之间或电阻器与两侧压紧铁板（15）之间设有耐热绝缘垫片（16），整个旋转电阻器靠两块压紧铁板用螺栓（18）连接成整体，压紧铁板上有六个孔（28）供夹紧螺栓（18）穿过之用。通过套筒（20）上的燕尾槽，将压紧铁板固定在套筒上。套筒上有键槽（30），用键（21）将套筒固紧在转轴（6）上，最后用弹簧圈（22）锁紧，以防止电阻器向轴向移动。图4为旋转电阻器的另一实例的剖视图。图5为铁板（35）的俯视图。旋转电阻器也可用镍铬丝缠绕在电瓷或耐热绝缘材料制成的管（33）上构成六个分电阻器，铁板（35）上面有六个孔（37）供穿过螺栓（34），用螺栓将铁板和管夹紧。六个电阻器用并联或串联接成Y形或△形，最后的三个出线端引至孔（39），用螺栓与转子绕组中引出的-->导线（13）相联接，该接线柱与铁板绝缘。铁板通过燕尾槽固紧在套筒（36）上，套筒通过键槽（40）用键（21）与转轴联接，用弹簧圈（22）锁紧。旋转电阻器（17）也可放在机壳内的两个转子铁心中间的空隙处，不再需要轴心孔和引出线，对于容量较大的电机，可在机壳中间加装强冷风扇和通风孔。改变定子绕组接线方式也可用手动鼓形开关或其它换接开关。进行调压调速时，也可以使用调压变压器、晶闸管调压装置。也可以不用调压装置，而用涡轮涡杆传动使其中一个定子绕组机械转动移相来获得无级调速。图6为调速系统的主接线例示图。图中UVW为三相电源，KP是隔离闸刀开关。要求电机正转时，接触器JK0闭合，JK1断开;要求反转时，JK1闭合，JK0断开;ZR是过电流熔断器。CT是电流互感器。SL是经特殊设计的电压、电流波形畸变小的饱和电抗器，A1、B1、C1、A2、B2、C2和X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2分别是电机的两个定子绕组（4）和（5）的首端和末端。JK2，JK3，JK4，JK5，JK6，JK7是改变定子绕组（5）的首、末端接线方式以获得不同移相所需的接触器，接触器也可改为晶闸管无触点开关，以适用于易燃易爆场合。当JK2和JK7闭合，而JK3～JK6断开，则定子绕组（4）和（5）所产生的旋转磁场相同（0°相位）;当JK3和JK7闭合，而JK2、JK4、JK5、JK6断开，则两个旋转磁场移相120°;当JK4和JK6闭合，而JK2，JK3，JK5，JK7断开，则移相60°;当JK5和JK6闭合，而JK2、JK3、JK4、JK7断开，则移相180°。这样就可获得分级调速或转速的“粗调”。起动时，如依次移相180°、120°、60°、0°，则可得到高起动力矩，低起动电流，起动平滑的优良起动性能。如调节饱和电抗器SL的直流控制-->回路的直流电流大小，从而改变其等效电抗，可以实现调压，这样可以实现无级调速或速度“细调”。图7为自动调速控制系统的例示图。自动调速控制系统由单片微机（41）、存储器（42）和I/O扩展口（43）组成，电源（44）接自闸刀KP之后，稳压电源（45）供给整个控制系统，同步信号发生器（46）检测电源电压过零点，并产生脉冲信号向CPU请求中断，CPU根据调速要求进行计算后，通过触发脉冲产生器（47）去触发晶闸管（48），经整流器（49）后送入饱和电抗器的直流回路（50）以实现调压调速。电流互感器CT的交流信号变为直流电压信号（51）和（52）。测速器（53）检测电机的实际转速。（54）产生速度给定指令。（55）为多路开关，（56）为A/D转换器，（58）和（59）分别为中间继电器和交流接触器。（60）为发光二极管，指示当时闭合的交流接触器。（61）为定子绕组（4）和（5）的电流以及转速的选择显示开关或按键，并通过数码管（57）予以显示。（62）为DIP配置开关，根据负载性质对起动力矩的要求予以整定，以使起动过程平稳。（63）为电机正转、停转或反转的指令开关或按键。本技术的交流调速无刷绕线型感应电动机具有如下优点：1、电动机由两个定子和一个转子组成。它具有结构简单，制造方便，只需通过改变接线方式和调压就可以调节两个定子绕组旋转磁场的大小和相位差。当改变其中一定子绕组旋转磁场的大小和相位差时，将有电流通过电阻器，这样相当于增加了转子绕组的等效电阻，提高了功率因数和效率，使低速时效率大大提高。配合负载性质和负载转矩的需要进行交流调压调速，进一步扩大了调速范围。并在起动时能获得高起动力矩，低起动电流，而无需电刷、滑环和附加的起动装置。成本低，可靠性高。-->2、电动机仅将每相绕组的首端和末端引出，不再从绕组中抽头，通过不同的接线方式，就可得到0°，60°，120°，180°的相移。为了大范围平滑调速，只用调压装置对定子绕组调压，特别是在低速时相应的降低电压，减少了输入电磁功率，提高了电机效率，相应的转差损耗降低，温升低，增加了电机绝缘寿命，尤其适用于风机，泵类负载，电动机还可以构成交流自动调速控制系统。3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流调速无刷绕线型感应电动机［１］，含有机壳、定子和转子。其特征在于该电动机机壳（１）内侧装有两个定子铁心（２）和（３），其中嵌有相同排列的定子绕组（４）和（５），支撑在轴承（７）上的转轴（６）上有两段转子铁心（８）和（９），两段转子铁心中各有转子绕组（１０）和（１１）转子绕组（１０）的三个出线端（１２）与转子绕组（１１）的三个出线端分别对应连接，并在连接处分别引出三根绝缘导线（１３），通过转轴中心孔（１４）引出至非轴伸端与旋转电阻器（１７）的接线柱（１９）相联接，电阻器上有接线孔（３１），可接成Ｙ形或Δ形，每片电阻器之间或电阻器与两侧压紧铁板（１５）之间设有耐热绝缘垫片（１６）。整个旋转电阻器靠两块压紧铁板用螺栓（１８）连接成整体。改变定了绕组的接线方式、调压或机械转动移相可获得高起动力矩、低起动电流和分级或无级调速的优良性能，也可由自动调速控制系统来实现。

【技术特征摘要】
1、一种交流调速无刷绕线型感应电动机[1]，含有机壳、定子和转子。其特征在于该电动机机壳(1)内侧装有两个定子铁心(2)和(3)，其中嵌有相同排列的定子绕组(4)和(5)，支撑在轴承(7)上的转轴(6)上有两段转子铁心(8)和(9)，两段转子铁心中各有转子绕组(10)和(11)转子绕组(10)的三个出线端(12)与转子绕组(11)的三个出线端分别对应连接，并在连接处分别引出三根绝缘导线(13)，通过转轴中心孔(14)引出至非轴伸端与旋转电阻器(17)的接线柱(19)相联接，电阻器上有接线孔(31)，可接成Y形或Δ形，每片电阻器之间或电阻器与两侧压紧铁板(15)之间设有耐热绝缘垫片(16)。整个旋转电阻器靠两块压紧铁板用螺栓(18)连接成整体。改变定子绕组的接线方式、调压或机械转动移相可获得高起动力矩、低起动电流和分级或无级调速的优良性能，也可由自动调速控制系统来实现。2、按照权利要求1所述交流调速无刷绕线型感应电动机，其特征在于该电动机的电阻器由一片、三片或多片高阻率材料组成。也可用镍铬丝缠在电瓷或耐热绝缘材料制的管（33）上构成六个分电阻器，铁板（35）上面有六个孔（37）供穿过螺栓（34），用螺栓将铁板和管夹紧。六个分电阻器用并联或串联接成Y形或△形。最后的三个出线端引至孔（39），用螺栓与转子绕组中引出的导线（13）相联接，该接线柱与铁板绝缘。铁板通过燕尾槽固紧在筒（36）上，套筒通过键槽（40）用键（21）与转轴（6）联接，用弹簧圈（22）锁紧。旋转电阻器（17）也可放在机壳内的两段转子铁心中间的空隙处。3、按照权利要求1或2所述交流调速无刷绕线型感应电动机，其特征在于该电动机的调速系统主结线〔6〕中UVW三相电源，KP是隔离闸刀开关。要求电机正转时，接触器JKO闭合，JK1断开;要求反转时，JK1闭合，JK0断开。ZR是过电流熔断器，CT是电流互感器，SL是经特殊设计的电压、电流波形畸变小的饱和电抗器，A1、B1、C1、A2、B2、C2和X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2分别是电机的两个定子绕组（4）和（5）的首端和末端，JK2、JK3、JK4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴源，黄耀群，廖民，杨国强，
申请(专利权)人：李兴源，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]