CN2367013Y - 三相调压式鼠笼型无级调速电动机 - Google Patents
三相调压式鼠笼型无级调速电动机 Download PDFInfo
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Abstract
一种三相调压式鼠笼型无级调速电动机,其特征是,定子有两套6极绕组,每套绕组分别集中绕制在空间位差120°的3个独立磁极上,两套6极绕组空间正交相间均布在定子上,一套绕组上为三相交流电源,另一套绕组为通过电容器移相90°后的三相交流电源;转子为直槽鼠笼型。优点是:结构简单,制造方便。功率因数高,调速范围宽,通过调节电压,即可无级调节电动机转速。适用于各种需要调速的设备,电气机车的牵引电动机。
Description
本实用新型属于电机，特别涉及一种输入三相交流电源，通过对电源电压调节，实现无级调节转速的电动机。
目前，调速最好的是直流电动机，其次是单相串激整流子电动机，三相串级无级调速电动机，这三种电动机的结构，转子全是线绕式，前两种电机设有换向器，后一种电机有滑环，全有机械接触的电刷。电机结构复杂，故障率高，不能制造高压电机，使用范围受到限制。中国专利“96110104.0鼠笼式交流调速电机”提供了一种鼠笼式变极、移相相结合的交流调速电动机，虽然调速范围宽，但是定子结构复杂，定子变极使定子绕组接线复杂，机械移相需要机械传动机构，这些都使定子制造和电气控制复杂化。
本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，设计制作一种三相调压式鼠笼型无级调速电动机，不需设置换向器、电刷机械部件，利用变压器原理，将三相交流电送到电动机转子上，再给转子电流提供一个三相定子磁场，转子电流与这个定子磁场作用产生电磁转矩，驱动转子转动，通过调节电动机电源电压，实现无级调节电动机转速的目的。
本实用新型的技术方案是如下实现的：一种三相调压式鼠笼型无级调速电动机，包括转子、定子、机壳、端盖、输出轴，其定子有两套6极绕组，每套绕组分别集中绕制在空间位差120°的3个独立磁极上，设极靴，两套6极绕组空间正交相间均布在定子上，一套绕组上为三相交流电源，另一套绕组为通过电容器移相90°后的三相交流电源；转子为直槽鼠笼型。
定子绕组极身可以是凸极或隐极；当定子两套绕组参数差别较大时，以送电为主的绕组极身变窄，不设极靴，以励磁为主的绕组极身加宽，设极靴。
本实用新型的工作原理是，定子绕组为集中绕制成独立的磁极式，如同变压器的一次绕组，WA、WB、WC为一套绕组，接三相电源，WLA、WLB、WLC为另一套绕组，接由电容器移相90°后的三相电源，6个极均布在定子上，一套绕组所在极空间位差120°，另一套绕组所在极空间位差120°，相应的WA与WLA、WB与WLB、WC与WLC绕组所在极空间位差180°；转子的导条，相当于降压变压器的二次绕组。
加在WA、WB、WC一套绕组上的电压分别为UA、UB、UC，加在WLA、WLB、WLC另一套绕组上的电压分别为ULA、ULB、ULC， 电压ULA导前UA90°，电压ULB导前UB90°，电压ULC导前UC90°，所以磁场ΦLA导前ΦA90°，磁场ΦLB导前ΦB90°，磁场ΦLC导前ΦC90°，这些磁通在转子导条中感生的电流滞后原磁通90°。ΦA与ΦB、ΦB与ΦC、ΦC与ΦA在转子导条中感生的合成电流恰好分别通过磁场ΦLC、ΦLA、ΦLB，而且电流与磁场相位相同，同样，ΦLA与ΦLB、ΦLB与ΦLC、ΦLC与ΦLA在转子导条中感生的合成电流恰好分别通过磁场ΦC、ΦA、ΦB，而且电流与磁场相位相反，相位差180°。利用变压器原理，送电到电动机转子上，转子导条中的感生电流与同相位或反相位的定子磁场作用，产生电磁转矩，驱动转子转动，如同直流电动机原理产生电磁转矩一样。本实用新型产生驱动转矩与异步电动机产生驱动转矩的区别在于，本实用新型由一套绕组供给转子感生电流，另一套绕组提供定子磁场，供给转子电流和提供定子磁场是两个磁场产生电磁转矩；而异步电动机，定子旋转磁场切割转子导条，在导条中感生电流与旋转磁场作用，产生电磁转矩，供给转子电流与提供定子磁场是一个磁场。
本实用新型的优点是：本实用新型是利用直流电动机原理产生电磁转矩，所以调节电动机三相电源电压，即可实现大范围无级调节电动机转速的目的。它的各种特性同于单相串激整流子电动机的特性，接近直流电动机的特性。结构简单，制造方便，成本较低，无需换向器、无电刷机械部件。电动机三相电源采用电容器移相取得相位差为90°的两个三相电源。运行可靠，故障率低，功率因数高(CosΦ＞0.8)，调速特性好，调速范围宽(＞5∶1)。本实用新型适用于起吊设备，节能型风机、水泵，需调速的生产机械，特别适用独立电源***，如柴油发电机车牵引电动机，不需要电容器移相，发电机可供给相位差为90°的两个三相电源。
以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的描述：
图1是本实用新型三相调压式鼠笼型无级调速电动机的构造示意图
图2是图1的A-A剖面图
图3是定子两套绕组参数差别较大时的构造示意图
由图1、2可见，本实用新型的三相调压式鼠笼型无级调速电动机，包括转子1、定子2、机壳3、端盖4、输出轴5，其定子有两套6极绕组，WA、WB、WC为一套绕组，集中绕制在空间位差120°的3个独立磁极上，接三相电源，WLA、WLB、WLC为另一套绕组，集中绕制在空间位差120°的3个独立磁极上，接由电容器移相90°后的三相电源，设极靴6，两套6极绕组空间正交相间均布在定子上，相应的WA与WLA、WB与WLB、WC与WLC绕组所在极空间位差180°；加在两套绕组上的两个三相交流电源电压相位差≈90°；转子为直槽鼠笼型，转子的导条相当于降压变压器的二次绕组。
加在WA、WB、WC一套绕组上的电压分别为UA、UB、UC，加在WLA、WLB、WLC另一套绕组上的电压分别为ULA、ULB、ULC，电压ULA导前UA90°，电压ULB导前UB90°，电压ULC导前UC90°，所以磁场ΦLA导前ΦA90°，磁场ΦLB导前ΦB90°，磁场ΦLC导前ΦC90°，这些磁通在转子导条中感生的电流滞后原磁通90°。ΦA与ΦB、ΦB与ΦC、ΦC与ΦA在转子导条中感生的合成电流恰好分别通过磁场ΦLC、ΦLA、ΦLB，而且电流与磁场相位相同，同样，ΦLA与ΦLB、ΦLB与ΦLC、ΦLC与ΦLA在转子导条中感生的合成电流恰好分别通过磁场ΦC、ΦA、ΦB，而且电流与磁场相位相反，相位差180°。
如图1所示的定子电流和磁通的瞬时方向，用右手定则判断6根导条中感生电流的方向，导条1、2、4中电流应从1、2、4中向外流出，导条3、5、6中电流应由3、5、6进入。用左手定则判断导条中产生电磁力的方向，结果6根导条中产生的电磁力形成转矩的方向是一致的，全部使转子按顺时针方向转动。图中，IA、IB、IC、ILA、ILB、ILC为瞬时电流。
由图3可见，当定子两套绕组参数差别较大时，以送电为主的绕组WA、WB、WC极身变窄，不设极靴，以励磁为主的绕组WLA、WLB、WLC极身加宽，设极靴。
Claims (3)
1、一种三相调压式鼠笼型无级调速电动机，包括转子、定子、机壳、端盖、输出轴，其特征是，定子有两套6极绕组，每套绕组分别集中绕制在空间位差120°的3个独立凸磁极上，设极靴，两套6极绕组空间正交相间均布在定子上，一套绕组上为三相交流电源，另一套绕组为通过电容器移相90°后的三相交流电源；转子为直槽鼠笼型。
2、如权利要求1所述的三相调压式鼠笼型无级调速电动机，其特征是，定子绕组的两套绕组的极身是隐极。
3、如权利要求1所述的三相调压式鼠笼型无级调速电动机，其特征是，定子的两套绕组中，以送电为主的绕组极身变窄，不设极靴，以励磁为主的绕组极身加宽，设极靴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 99201255 CN2367013Y (zh) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 三相调压式鼠笼型无级调速电动机 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 99201255 CN2367013Y (zh) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 三相调压式鼠笼型无级调速电动机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2367013Y true CN2367013Y (zh) | 2000-03-01 |
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ID=33997064
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| CN 99201255 Expired - Fee Related CN2367013Y (zh) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 三相调压式鼠笼型无级调速电动机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2367013Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102025201B (zh) * | 2006-04-04 | 2012-12-19 | 福特全球技术公司 | 电机绕组的排布 |
| WO2023164870A1 (zh) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | 罗灿 | 双变极双馈异步电机 |
-
1999
- 1999-02-03 CN CN 99201255 patent/CN2367013Y/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN102025201B (zh) * | 2006-04-04 | 2012-12-19 | 福特全球技术公司 | 电机绕组的排布 |
| WO2023164870A1 (zh) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | 罗灿 | 双变极双馈异步电机 |
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