CN1845425A - 交流鼠笼调速电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交流鼠笼调速电动机。它是根据交流旋转变压器和交流整流子电动机的原理，将两机合为一体而得出的一种既有交流鼠笼异步电动机结构简单、运行可靠的特性，又具有交流整流子电动机相近的工作特性。实现了无级调速，而且调速平滑，调整范围大，功率因数高，力矩大，转速设计不受极限，因为这种调速电动机的转速n≠60f/P-(no-n)=60f/P－Δn，电气性能和现有交流整流子电动机相同，但它没有换向器，因而没有由换向器所带来的种种条件限制和不利因素，是一种较理想的新式无换向器的交流鼠笼调速电动机，简称交流调速电动机。

Description

交流鼠笼调速电动机

【技术领域】本发明涉及一种交流鼠笼异步电动机，具体说是一种交流鼠笼调速电动机。

【背景技术】交流鼠笼异步电动机由于它结构简单，运行可靠，在工农业等领域中得到广泛应用，长期以来，对交流鼠笼异步电动机的调速问题，国内外进行了长期研究，采用了多种方法，但到目前为止，对鼠笼异步电动机所采用的各种调速方法，各有其优缺点，还未能解决其调速中所存在的不足问题。

【发明内容】为了克服现有鼠笼异步电动机调速问题上的不足，本发明的目的是提供一种结构简单，运行可靠，调速平滑，调速范围大，功率因数高，力矩大，转速设计不受到极限的交流鼠笼调速电动机。

为解决其技术问题，本发明采用的技术方案是：利用交流旋转变压器和交流整流子电动机的原理，将两机合为一体，得出本发明所述交流鼠笼调速电动机。该电动机由定子和转子组成，其中定子的铁芯分成两部分，一部分为交流旋转变压器定子交流励磁部分也就是调速部分，它是由交流励磁线圈和凸极磁极铁芯组成，另一部分为电动机定子交流励磁部分，也是由交流磁场线圈和凸极磁极铁芯组成，两部分分别设在两端；转子也设计成与定子对应的同轴的两部分，每部分均设计有相互相联的各自转子绕组，其中转子绕组和转子铁芯绝缘后可做成单根鼠笼式或无极绕线鼠笼式电动机。

单根鼠笼式如附图1做成单根式转子绕组。

无极绕线鼠笼式同单相整流子电动机转子绕组绕制方法相同，只是接线方法不同，因为此交流调速电动机没有换向器，只在一端设计一个绝缘短路环和一个中间线头接线端环。

本发明的工作原理是：当变压器励磁绕组中有交流电流通过时，旋转变压器转子铁芯绕组中便如同交流变压器一样产生相应感应电动势，由于电动机转子绕组实际上是一短路线圈，这时旋转变压器转子绕组中的感应电动势就会在电动机端的转子绕组中产生短路电流，此时如在电动机端的磁极绕组中给定一交流电压时，电动机端的磁极绕组中便有交流电流通过而产生一交变磁场，只要这一交变磁场和此时的电动机电流获得一致，它就会如同现有交流整流子电动机一样，根据电动机左手定律，电动机端的转子绕组将获得推斥旋转力矩，使电动机不停地旋转工作。可见，这种交流鼠笼调速电动机，它的转速主要与交流旋转变压器转子绕组感应电势大小和电动机转子绕组安匝及磁场强弱有关，只要改变变压器励磁磁场的强弱和电动机端的磁场强弱，都可以改变电动机的转速在n₀～n_H值上的任一点上稳定运行。

电动机转向调整也很方便：

单相机：只要将变压器励磁磁场绕组的头线B1、尾线B2对调或将电动机端的磁场绕组头线S1、尾线S2对调，都可以改变单相机的转向。

两相机：和单相机相同外，还可在外部调换电机的电源相序来改变电动机的转向。即原中性线N不变，将原AB相序改接成AC即可。

三相机：和现有三相交流异步电动机一样，在外部任意调换电机的电源相序ABC顺序，都会使电机的转向改变方向。

本发明的有益效果是：因本发明是根据交流旋转变压器和交流整流子电动机的原理，将两机合为一体而得出的一种既有交流鼠笼异步电动机结构简单、运行可靠的特性，又具有交流整流子电动机相近的工作特性。实现了无级调速，而且调速平滑，调整范围大，功率因数高，力矩大，转速设计不受极限，因为这种调速电动机的转速 $n\≠\frac{60f}{P}-(\mathrm{no}-n)=\frac{60f}{P}-\mathrm{\Δn},$ 电气性能和现有交流整流子电动机相同，但它没有换向器，因而没有由换向器所带来的种种条件限制和不利因素，是一种较理想的新式无换向器的交流鼠笼调速电动机，简称交流调速电动机。

【附图说明】

图1是本发明交流鼠笼调速电动机原理图。

图2是单相220V两磁极电动机电气原理图。

图中：1交流旋转变压器定子励磁磁极铁芯，2变压器励磁绕组线圈，3电动机定子磁极铁芯，4电动机磁极绕组线圈，5旋转变压器转子铁芯，6旋转变压器转子绕组，7电动机转子铁芯，8电动机转子绕组，9移相电容器，10调速器，BR为交流旋转变压器，M为交流推斥电动机。

图3是交流鼠笼调速电动机结构示意图。

图中：31转子绕组一端线头连接绝缘短路环，32两绕组中间端环线头连接点。

图4是无极绕线鼠笼式转子绕组结构示意图。线圈节距等于极距。

图5是两相电动机电源接线示意图。其中内部变压器励磁绕组和电动机磁场线圈和单相机相同，均为交流220V，图中R为同步调速器。

图6是三相电动机电源接线示意图。其中内部变压器励磁绕组和电动机磁场线圈设计均为交流380V，图中TC为三相交流同步调压调速器。

【具体实施方式】实施例1：单根鼠笼式交流调速电动机

参照附图1、图2：在电动机定子的一端的调速部分，设有旋转变压器定子励磁磁极铁芯1，在该铁芯上绕有变压器励磁绕组线圈2，在定子另一端的电动机交流励磁部分，设有定子磁极铁芯3，为获得最大推斥力矩和不同的工作特性，它的设置和旋转变压器的励磁磁极铁芯最好成45°～90°之间布置。该铁芯上绕有电动机磁极绕组线圈4，在电机转子与变压器定子励磁磁极铁芯1相对应的一端设有旋转变压器转子铁芯5，该铁芯5上绕有旋转变压器转子绕组6，在电机转子的另一端设有电动机转子铁芯7，该铁芯7上绕有转子绕组8，将调速部分的定子励磁绕组的进线端B1和出线端B2分别连接到接线板的B1、B2接线柱上，将电动机定子励磁绕组线圈的进线端S1、出线端S2分别连接到接线板的S1、S2接线柱上，然后将220伏进线的O线分别连接到接线板B2和S2端上，将220伏进线的火线经过串接的调速器10和移相电容器9后，连接到接线板的B1和S1端上。

实施例2：无极绕线鼠笼式交流调速电动机

参照附图3、图4：无极绕线鼠笼式转子绕组可有多种结构方式，现只对其中的一种阐述如下：这种交流调速电动机的定子和实施例1中的一样，分为变压器励磁即调速部分和电动机励磁部分，转子中的绕组线圈，为多根导线而不是单根，其中电动机转子绕组一端线头与短路连接环31相连接，转子两部分之间设有中间端环两绕组两线头连接点32。

具体绕制方法是：先在转子的铁芯上绕好一端的线圈绕组，旋转变压器或电动机的转子绕组后，和绕好一端的线槽对准，接着用同样方法，相同的节距继续绕另一端的转子线圈绕组。旋转变压器转子绕组和单相整流子电动机转子绕组绕制方法相同。绕好后按要求将线头接入中间接线端环。电动机转子绕组和旋转变压器转子绕组相同，只接线方法不同。绕好后将线头从两端伸出，将绕组的头线或尾线对准旋转变压器转子线槽的线头接入中间接线端环，和旋转变压器线头相连。将线圈的尾线或头线全部接入设计在电动机转子铁芯外端的绝缘短路环。如同现有鼠笼异步电动机转子一样，转子绕组和定子绕组间同样没有线路和电的联系，只不过转子两绕组中间相隔一定距离，此距离长短主要是安放两线圈端部和中间接线端环为标准，在转子绕组制做好后，就可和现有普通电动机一样装入定子内，将旋转变压器转子端铁芯和绕组对准变压器定子端的励磁磁极铁芯，将电动机端转子铁芯和绕组对准电动机端的定子磁极铁芯，装上轴承，支撑端盖及所属配件，完工。

Claims (3)

1、一种交流鼠笼调速电动机，主要由定子和转子组成，其特征是：定子的铁芯分成两部分，一部分为交流旋转变压器定子交流励磁部分即调速部分，另一部分为电动机交流励磁部分，且分别设在定子的两端；两部分均由交流励磁线圈和凸极磁极铁芯组成；转子也设计成与定子相对应的同轴上的两部分，每部分均设计有相互相联的各自绕组；其中转子绕组和转子铁芯绝缘后可做成单根鼠笼式或无极绕线鼠笼式电动机。

2、根据权利要求1所述的调速电动机，其特征是：所述转子铁芯的外端设有转子绕组端部绝缘短路环，该短路环与电动机线圈的头线或尾线相连接，在转子的中间设有中间支撑绝缘端环连接点，转子线圈的头线或尾线与该环连接点相连接。

3、根据权利要求1或2所述的电动机，其特征是：单相电动机的交流输入电路中设有调速电阻器和移相电容器；两相机和三相机交流输入电路中只设有同步调速器。

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