CN2128801Y - 新型无级调速鼠笼电动机 - Google Patents
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Abstract
一种新型无级调速鼠笼电动机由电机壳、主定
子、副定子、鼠笼型转子和电气装置构成，主定子和副
定子压装在同一电机壳内并共一鼠笼型转子，主定子
上有主绕组和反馈绕组两套绕组，副定子上有馈电绕
组，反馈绕组与馈电绕组通过电气装置连接。该电机
结构简单，控制方便，成本低，可实现零到额定转速范
围内的无级调速，具有软起动、点动、带载停车及制动
等特性，效率和功率因数高，抗干扰和抗冲击负载能
力强。
Description
本实用新型涉及感应电动机调速技术领域中的无级调速鼠笼电动机，可以广泛应用于冶金、化工、纺织、水泵、风机、压缩机、提升机等设备的调速场合。
目前的感应电动机调速，多数是采用绕线转子电动机。由于绕线式电动机结构复杂，有滑环、电刷，运转时易出现火花，还有磨下来导电的电刷粉，不仅增加了电机的事故率，而且还增加了维护保养工作及费用，也限制了其使用范围。以往的绕线式电动机调速，通常用串级调速和转子串电阻调速。串级调速可实现无级调速，在调速范围内效率较高，但若调速范围大，则变换器容量大，价格十分昂贵，而且只适用于大中容量的风机、泵类负载，适用范围非常有限，同时串级调速装置需要有整流、逆变、调控、滤波、补偿等一系列环节，采用了大量的半导体器件，结构复杂，成本高，可靠性差，对电网谐波污染较大；转子串电阻调速具有可靠性高，投资少，维护简单，功率因数高的优点，适用于15kw以上的风机、泵类负载，容量范围较串级调速大，然而转子串电阻调速在转速下降时，效率随之降低，并且调速精度较差，连续调速需要水电阻调节装置，既不方便，适用范围又受到很大限制。
本实用新型的目的就是提供一种新型无级调速鼠笼电动机，它克服了以往绕线式串级调速电动机的缺点，无刷、无火花，其结构及电气装置均很简单，可有效地抑制谐波污染，提高***的功率因数，实现无级调速的目的。
本实用新型的目的是这样实现的：新型无级调速鼠笼电动机由电机壳、主定子、副定子、鼠笼型转子和电气装置构成，主、副定子压装在同一电机壳内，它们共一鼠笼型转子，其中主定子上除有主绕组外，还有一套三相对称绕组称为反馈绕组，反馈绕组可以是独立绕组，也可与主绕组接成自耦式，而副定子上只有一套绕组称为馈电绕组，主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组之间通过电连接。
当电机运转时，主、副定子气隙旋转磁场都会在共有鼠笼型转子中感应转差频率电势，如果改变副定子气隙旋转磁场的大小和相位，就可改变共有鼠笼型转子两感应电势的合成电势，即能调节电动机的转速，因此在主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组之间加一电气装置（即电连接），通过电气装置的调整可以改变副定子馈电绕组输入电压的大小和方向，进而改变副定子气隙旋转磁场的大小和相位，实现调节电动机转速的目的。采用机械的方法来改变主定子与副定子之间的相对空间电角度，同样可达到调节电动机转速的效果。
这种新型无级调速鼠笼电动机由于采用了两个带绕组的主、副定子共一鼠笼型转子的结构，并且主定子上有一套主绕组和一套反馈绕组，副定子上有一套馈电绕组，反馈绕组与馈电绕组用电气装置连接，通过调整电气装置改变副定子气隙旋转磁场的大小和相位，来调节电动机的转速，因而结构简单可靠，电机成本较低，可实现零到额定转速范围内的无级调速，其功率范围可从10kw～1000kw，具有软起动、点动、带载停车及制动等特性，效率和功率因数较高，抗干扰和抗冲击负载能力较强，对电网的谐波污染小，控制十分方便，可以广泛适用于冶金、化工、纺织、水泵、风机、压缩机、提升机等设备的调速场合，在宽广的容量范围内具有强大生命力。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是根据本实用新型提出的新型无级调速鼠笼电动机的本体结构图。
图2是根据本实用新型提出的新型无级调速鼠笼电动机的结构原理图。
图3是根据本实用新型提出的新型无级调速鼠笼电动机主定子和副定子旋转磁场相差180°电角度特定情况下的向量图。
下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节和工作情况。
新型无级调速鼠笼电动机由电机壳、主定子、副定子、鼠笼型转子和电气装置构成。主定子（2）和副定子（5）压装在同一电机壳（1）内，它们共一鼠笼型转子（3），其中主定子上除有主绕组（6）外，还有一套三相对称绕组称为反馈绕组（7），副定子上有一套绕组称为馈电绕组（8），主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组通过电气装置（4）连接。
众所周知，电机在运转时，主、副定子气隙旋转磁场都会在共有鼠笼型转子中产生感应转差频率电势，若改变副定子气隙旋转磁场的大小和相位，则可改变共有鼠笼型转子两感应电势的合成电势，即能调节电动机的转速。所以在主定子上的反馈绕组和副定子上的馈电绕组之间加一电气装置，通过电气装置的调整可以改变副定子馈电绕组输入电压的大小和方向，从而改变副定子气隙旋转磁场的大小和相位，实现调节电动机转速的目的。
在本实用新型的新型无级调速鼠笼电动机中，当将主绕组接上三相对称电源后，在主定子气隙中产生了旋转磁场φ主，分别在主绕组、反馈绕组和鼠笼型转子中感应了电势
I主、
I反馈和S
H主，由于主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组经过电气装置有电的连接，则在副定子气隙中也产生了旋转磁场φ副，分别切割馈电绕组和鼠笼型转子感生了
I馈电和S
H副，则在共有鼠笼型转子中
I2＝
＝
ψ2＝tg－1(SX2)/(r2)
通过主定子和副定子旋转磁场相差180°电角度特定情况下的向量图也可看出这一点（见图3）。
由此可见，改变
H副就能改变S和
2。
当S＝0时，则
2＝0，所以这种调速电动机的转速不可能超过同步转速。
当
H主＋
H副＝0时，则
2＝0，此时电机转速为零。
根据电机原理我们可以知道：主定子气隙传递的电磁功率等于I2·EH主COSψ（
H主，
2），而副定子气隙传递的电磁功率相应为I2·EH副COSφ（
H副，
2）。若I2·EH副COSφ（
H副，
2）为正值，则副定子部分处于电动机运行状态；当为负值时，则为发电机运行状态，此时实质上是把主定子部分的转差功率，通过副定子气隙旋转磁场反馈回去。
因此，这种新型无级调速鼠笼电动机不仅可实现零到额定转速范围内的无级调速，而且具有较高的效率和功率因数，较强的抗干扰、抗冲击负载能力，对电网谐波污染小等特点。
在实际生产当中，这种无级调速鼠笼电动机主定子上的主绕组和反馈绕组采用两套独立绕组方案，对高压（6KV或10KV）电动机比较适宜。因为在这种情况下，主定子上的反馈绕组和副定子上的馈电绕组，可以采用低电压（一般在0.5KV以下）绕组结构和绝缘***，可降低电机的制造成本和工艺复杂程度，也可降低改变馈电绕组输入电压大小或相位的电气装置的成本，提高调速电动机的可靠性。
对于低压无级调速鼠笼电动机，主定子的主绕组和反馈绕组也可以采用自耦方式，甚至在进线端抽头，即两套绕组合二为一（见图4），这样可以简化结构，提高材料利用率，降低电机制造成本。
在主定子上的反馈绕组和副定子上的馈电绕组之间，用于改变馈电绕组输入电压大小和相位的电气装置，可以采用移圈调压器、感应调压器、移相器、自耦抽头变压器、电子交流调压器、各种电抗、电阻组合线路……等，来实现电动机的无级或有级调速。也可以用机械装置，如：蜗轮蜗杆……等，来改变副定子上的馈电绕组的空间电角度，实现电动机的无级调速。
另外，由于主定子、副定子及电气装置的无功功率均取自电网，我们可以在输入端或主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组间并上补偿电容，以提高这种无级调速鼠笼电动机的功率因数。
Claims (5)
1、一种新型无级调速鼠笼电动机，是由电机壳、主定子、副定子、鼠笼型转子以及电气装置构成，其特征在于：主定子(2)和副定子(5)压装在同一电机壳(1)内，它们共一鼠笼型转子(3)，其中主定子上除有主绕组(6)外，还有一套三相对称绕组称为反馈绕组(7)，副定子上有一套绕组称为馈电绕组(8)，主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组通过电气装置(4)连接。
2、根据权利要求1所述的新型无级调速鼠笼电动机，其特征是：对于高压无级调速鼠笼电动机，主定子上的主绕组和反馈绕组是两套独立绕组。
3、根据权利要求1所述的新型无级调速鼠笼电动机，其特征是：对于低压无级调速鼠笼电动机，主定子上的主绕组和反馈绕组接成自耦式。
4、根据权利要求1所述的新型无级调速鼠笼电动机，其特征是：在输入端或主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组之间并联补偿电容。
5、根据权利要求1所述的新型无级调速鼠笼电动机，其特征是：主定子上的反馈绕组与副定子上的馈电绕组之间通过机械装置连接。
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| CN 92234989 CN2128801Y (zh) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 新型无级调速鼠笼电动机 |
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| CN (1) | CN2128801Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105553206A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-05-04 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 分段定子组、电机及压缩机 |
| CN111030549A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-04-17 | 克拉玛依市博瑞科技发展有限公司 | 一种永磁电机拖动无功回馈一体化装置 |
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1992
- 1992-10-09 CN CN 92234989 patent/CN2128801Y/zh not_active Expired - Fee Related
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