專利名稱：繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機領(lǐng)域，涉及一種無刷雙饋電機，尤其是具有單套鐵芯的繞線式無刷雙饋電機。
背景技術(shù)：
襲用的雙饋電機一般為單電機有刷結(jié)構(gòu)，雖然在風(fēng)機、泵類負載的調(diào)速場合應(yīng)用，其性能價格比優(yōu)異，但是由于電刷的存在使這類電機的應(yīng)用受到很大限制。國外將兩臺繞線型異步電機機械上將電機軸端連在一起，從而取消了電刷組成無刷雙饋電機。兩臺電機級聯(lián)而成的無刷雙饋電機雖然性能和投入成本令人滿意，但占地面積較大、設(shè)備笨重、不便于安裝。
市場需要一種可廣泛應(yīng)用于風(fēng)機、泵類負載的工況條件，機體體積小、設(shè)備簡捷的無刷雙饋電機，業(yè)界更希望通過一種簡單而又易于推廣技術(shù)，能取消電刷和滑環(huán)，通過一臺電機實現(xiàn)無刷雙饋電機的功效，即能使制造成本降低，又能使機體小巧，使變頻技術(shù)在更多的領(lǐng)域普遍應(yīng)用。
中國專利02115588.7公開了一種交流無刷雙饋電機，從文摘上可知，它利用3Y并聯(lián)接法換相變極繞組的特點，使轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體得到重復(fù)利用，力求用一套繞組代替通常雙饋電機的兩套繞組，以減小電機體積，但具體的技術(shù)內(nèi)容未見公開，在市場上尚未見應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的問題在于，克服襲用技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種不必在轉(zhuǎn)子上設(shè)置滑環(huán)和電刷，以一臺電機實現(xiàn)無刷雙饋電機的功能的繞線式無刷雙饋電機。
本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，依據(jù)本實用新型提供的一種繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，包括機殼、定子、繞線式轉(zhuǎn)子、電機軸，其中所述的定子鐵芯上設(shè)置兩套獨立的線圈繞組，其中一套為功率繞組，該繞組的三個接線端分別與電網(wǎng)三相電源連接；另一套為控制繞組，該繞組的三個接線端分別與變頻器的三個輸出端連接；所述的轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置與前述定子繞組的極對數(shù)相對應(yīng)的功率線圈繞組和控制線圈繞組，轉(zhuǎn)子的功率線圈繞組和控制線圈繞組均為“星形”連接，且該兩套線圈繞組之間反相序聯(lián)接。
本實用新型解決的技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)前述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其中，所述的轉(zhuǎn)子控制繞組放置槽底，轉(zhuǎn)子功率繞組放在槽口，該兩繞組間加置絕緣層；前述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其中，所述的轉(zhuǎn)子繞組形式為交叉鏈式或“同心式”結(jié)構(gòu)；前述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其中，所述的轉(zhuǎn)子控制繞組和功率繞組的繞組匝數(shù)和繞組截面相同；前述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其中，所述的轉(zhuǎn)子控制繞組和功率繞組的材料為銅玻璃絲絕緣導(dǎo)線。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本實用新型在優(yōu)異的結(jié)構(gòu)配置下，至少有如下的優(yōu)點一種繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，轉(zhuǎn)子上不用滑環(huán)和電刷，電機整體上為一個電機。該無刷雙饋電機既保留了雙饋電機的優(yōu)異性能和較低成本，又沒有級聯(lián)機組的笨重和安裝問題。本實用新型比現(xiàn)有技術(shù)占地面極小，設(shè)備構(gòu)造簡捷、優(yōu)化，易于產(chǎn)業(yè)實施，其調(diào)速范圍完全能夠滿足風(fēng)機、泵類的工況要求，可使無刷雙饋電機得到更廣泛的應(yīng)用。本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有顯著的貢獻和進步，確實是具有新穎性、創(chuàng)造性、實用型的好技術(shù)。
本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型系統(tǒng)接線示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
如圖1-3所示，一種繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，包括機殼1、定子2、轉(zhuǎn)子7、電機軸8，其中，所述的定子2，該定子鐵芯21上設(shè)置兩套獨立的線圈繞組，其中一套為功率繞組22，該繞組的三個接線端分別與電網(wǎng)三相電源5連接；另一套為控制繞組，該繞組的三個接線端分別與變頻器4的三個輸出端連接；所述的轉(zhuǎn)子7，該轉(zhuǎn)子鐵芯71上設(shè)置與前述定子線圈繞組各極對數(shù)相對應(yīng)的功率繞組72和控制繞組73，轉(zhuǎn)子的功率繞組72和控制繞組73均為“星形”連接，且該兩套繞組之間反相序聯(lián)接?？刂评@組放置槽底，功率繞組放在槽口，兩繞組間適當(dāng)?shù)慕^緣即可；轉(zhuǎn)子繞組材料為銅玻璃絲絕緣導(dǎo)線，兩套繞組匝數(shù)、截面相同；繞組形式可以是交叉鏈式也可以是“同心式”結(jié)構(gòu)。
本實用新型設(shè)有兩套繞組，繞組間線圈匝數(shù)的關(guān)系是該電機的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，每個繞組匝數(shù)和線徑的多少，除工作電壓因素外，還取決于兩個繞組間的功率分配、電磁負荷分配及電機工作的速度范圍，本實用新型定子兩繞組匝數(shù)的設(shè)計原則如下電機設(shè)計工作速度范圍NW≤NP0時，必須有E2SP＞E2SC；電機設(shè)計工作速度范圍NW≥NP0時，必須有E2CC＞E2SP。
其中NW--無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速；NP0--無刷雙饋電機功率繞組同步轉(zhuǎn)速；E2CP--無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子功率繞組電勢；E2SC--無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子控制繞組電勢。
本實用新型的工作原理是當(dāng)功率繞組和控制繞組按一定程序接通電源之后，兩套繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于與其極對數(shù)相同的轉(zhuǎn)子繞組，兩個轉(zhuǎn)子線圈繞組因而產(chǎn)生電勢?？刂评@組與功率繞組轉(zhuǎn)子電勢矢量和的大小決定了電機轉(zhuǎn)速的高低；合成電勢與轉(zhuǎn)子電流間的相位決定了電機的功率因數(shù)。定子兩套繞組的旋轉(zhuǎn)磁場通過分別耦合轉(zhuǎn)子的磁場，從而使定子兩個磁場間接相互作用。調(diào)節(jié)控制繞組的饋電頻率(Fc)便可實現(xiàn)電機速度的變化；調(diào)節(jié)控制繞組外施電壓的幅值，便可調(diào)節(jié)電機的功率因數(shù)。
本實用新型的電機速度遵循以下關(guān)系N=Fp±FcPp+Pc×60]]>Fp、Fc定子功率繞組、控制繞組頻率N無刷雙饋電機轉(zhuǎn)速Pp、Pc功率繞組、控制繞組極對數(shù)式中定子兩套繞組磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同取+號，旋轉(zhuǎn)方向相反取-號。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，前述的兩套繞組的供電程序和接線方式以及變頻器的控制方式，可以有所變化，它依然屬于本實用新型的技術(shù)方案。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，包括機殼、定子、繞線式轉(zhuǎn)子、電機軸，其特征在于所述的定子，該定子鐵芯上設(shè)置兩套獨立的線圈繞組，其中一套為功率繞組，該繞組的三個接線端分別與電網(wǎng)三相電源連接；另一套為控制繞組，該繞組的三個接線端分別與變頻器的三個輸出端連接；所述的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置與前述定子繞組的極對數(shù)相對應(yīng)的功率線圈繞組和控制線圈繞組，轉(zhuǎn)子的功率線圈繞組和控制線圈繞組均為“星形”連接，且該兩套線圈繞組之間反相序聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子功率繞組靠近槽底放置，轉(zhuǎn)子控制繞組放在上面；該兩繞組間設(shè)置絕緣層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子繞組形式為交叉鏈式或“同心式”結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子控制繞組和功率繞組的繞組匝數(shù)和繞組截面均相同。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子控制繞組和功率繞組的材料均為銅玻璃絲絕緣導(dǎo)線。
專利摘要一種繞線式單套鐵芯無刷雙饋電機，包括機殼、定子、繞線式轉(zhuǎn)子、電機軸，其中，定子鐵芯上設(shè)置兩套獨立的線圈繞組，兩套繞組共用同一個定、轉(zhuǎn)子鐵芯。轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置與定子繞組的極對數(shù)相對應(yīng)的功率線圈繞組和控制線圈繞組，該兩套線圈繞組均為“星形”連接，且所述的兩套線圈繞組之間反相序聯(lián)接。本實用新型所述的轉(zhuǎn)子上不需滑環(huán)和電刷，電機整體上為一個電機。該無刷雙饋電機既保留了雙饋電機的優(yōu)異性能和較低成本，又沒有級聯(lián)機組的笨重和安裝問題。本實用新型比現(xiàn)有技術(shù)占地面極小，設(shè)備構(gòu)造簡捷、優(yōu)化，易于產(chǎn)業(yè)實施，其調(diào)速范圍完全能夠滿足風(fēng)機、泵類的工況要求，可使無刷雙饋電機得到更廣泛的應(yīng)用。
文檔編號H02K3/28GK2599855SQ02294620
公開日2004年1月14日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者王華君, 賈俊林 申請人:河北工業(yè)大學(xué)電工廠