專利名稱：電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)及機(jī)電一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)及機(jī)電一體化裝置，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)械串級調(diào)速是世界公認(rèn)的一種高效節(jié)能裝置，機(jī)械串級是把滑差功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率加以利用的一種技術(shù)手段。傳統(tǒng)方法是將繞線型異步機(jī)滑環(huán)接到整流器，把滑差功率轉(zhuǎn)化為直流功率供給直流電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)直接與主異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械上連在一起，共同帶動(dòng)負(fù)載。上述裝置中，必須使用滑環(huán)方式才能連在一起，共同帶動(dòng)負(fù)載。上述裝置中，必須使用滑環(huán)方式才能將滑差功率經(jīng)過整流去驅(qū)動(dòng)直流機(jī)工作，因此限制了它的應(yīng)用范圍。另外，由于碳刷的存在，出現(xiàn)經(jīng)常維護(hù)問題，因此限制了它的應(yīng)用范圍。另外，由于碳刷的存在，出現(xiàn)經(jīng)常維護(hù)問題，降低了裝置的可靠性。上述電機(jī)不能在易燃、易爆，有腐蝕性環(huán)境中使用。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，授權(quán)公告號為CN2121095U實(shí)用新型專利說明書介紹了一種“內(nèi)串級交流異步調(diào)速電動(dòng)機(jī)”，該電機(jī)相當(dāng)于在普通繞線異步電機(jī)中再增加一套附加電勢的機(jī)組；還有授權(quán)公告號為CN2170598Y實(shí)用新型專利說明書報(bào)道的一種“無接觸式繞線異步電動(dòng)機(jī)”，是在電機(jī)原裝滑環(huán)處改裝由軸、磁環(huán)、絕緣材料、線圈、鐵芯構(gòu)成的起動(dòng)器。上述帶有附加裝置電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)可以由繞線型異步電機(jī)，替代機(jī)械串級調(diào)速裝置中的直流電機(jī)，但是卻存在技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，負(fù)面效應(yīng)多等缺點(diǎn)，例如電子調(diào)速裝置的告辭諧波不僅污染電網(wǎng)，同時(shí)也污染電機(jī)，且串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因素只有0.55左右。因而，一些大功率電機(jī)及一些對調(diào)速精度要求不高的場合，傳統(tǒng)電機(jī)仍占有很大市場。
值得一提的是現(xiàn)有技術(shù)中，授權(quán)公告號為CN2569434Y實(shí)用新型專利說明書公開的一種“電腦控制繞籠異步電機(jī)機(jī)電一體化裝置”，該電機(jī)將兩臺(tái)低壓繞線型異步電機(jī)合二為一，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)低壓調(diào)速。對于高壓電機(jī)調(diào)速，目前除用技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格昂貴的高壓變頻器外，無法將一臺(tái)繞線型異步電機(jī)與一臺(tái)低壓繞線型異步電機(jī)合二為一，制成調(diào)速電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)，該調(diào)速電機(jī)不僅將兩臺(tái)繞線型異步電機(jī)合二為一，而且是將一部高壓異步電機(jī)與一部低壓異步機(jī)安裝在一個(gè)機(jī)座內(nèi)，成為一個(gè)新型的異步電機(jī)。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種用電腦控制的機(jī)電一體化裝置，該裝置中的逆變裝置將主機(jī)產(chǎn)生的滑差功率送給付機(jī)，使付機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與主機(jī)轉(zhuǎn)矩方向一致。這一部分的轉(zhuǎn)矩，一部分幫助主機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，另一部分送回電網(wǎng)。
本實(shí)用新型的上述目的是這樣完成的。
一種電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)及機(jī)電一體化裝置，包括由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成的繞線型異步電機(jī)，其中定子和轉(zhuǎn)子分為A和B兩部分，其特征在于所說的調(diào)速電機(jī)采用的高壓繞籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成，其中的定子和轉(zhuǎn)子各分為A、B兩部分，A部為高壓電機(jī)，A、B部定子固定在定子機(jī)座上，A、B部轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上；A、B部定子繞組結(jié)成星形接法或三角形接法；A、B部轉(zhuǎn)子繞組為星形接法，相序反接。
上述機(jī)電一體化裝置，其特征在于所說的裝置中的B部定子引線a、b、C接三相整流橋，整流橋接入電腦控制的逆變裝置，逆變裝置連接有電抗器L和可控硅電路。本實(shí)用新型的工作原理如圖4所示，A部定子A，B，C接高壓10,000V或6,000V，或1,140V；B部定子引出線接整流橋，它是將A部主機(jī)因額定轉(zhuǎn)數(shù)下降以后產(chǎn)生的一部分滑差功率經(jīng)過B部付機(jī)變換成直流電壓，在與其連接的逆變電路經(jīng)過電抗器的儲(chǔ)能作用，通過電腦控制可控硅導(dǎo)通角，在改變B部轉(zhuǎn)數(shù)的同時(shí)把這部分電能送回電網(wǎng)。由于B部轉(zhuǎn)子和A部轉(zhuǎn)子是同軸的，它產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與A部的轉(zhuǎn)矩方向是一致的，所以除了B部幫助A部主機(jī)作功以外，A部的轉(zhuǎn)速也同時(shí)下降，這樣在完成系統(tǒng)調(diào)速的同時(shí)，還把一部分多余的滑差功率送回電網(wǎng)。本機(jī)電一體化裝置的逆變裝置能夠?qū)⒅鳈C(jī)產(chǎn)生的滑差功率送給付機(jī)，使付機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與主機(jī)轉(zhuǎn)矩方向一致。這一部分的轉(zhuǎn)矩，一部分幫助主機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，另一部分送回電網(wǎng)。
本發(fā)明的效果是1、可靠性沒有滑環(huán)和碳刷，減少事故和維護(hù)工作量，可用于有防瀑要求的地方。
2、高效調(diào)速性能原來用于繞線型異步電機(jī)的調(diào)速方法，本電機(jī)都可以應(yīng)用，原繞線型異步機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，把電機(jī)轉(zhuǎn)差功率一部分幫助作功其余5-6％全消耗在電阻上，所以屬于低效調(diào)速方式，而繞籠機(jī)電一體化異步機(jī)調(diào)速，A部產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率送到B部，其中大部分變?yōu)锽部機(jī)械功率被利用，剩余的轉(zhuǎn)差功率再送回電網(wǎng)，因此屬于高效調(diào)速方式。
3、低投資繞線型異步機(jī)串級調(diào)速因?yàn)槭强刂妻D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率，其調(diào)速裝置的容量比鼠籠型轉(zhuǎn)子異步機(jī)變頻調(diào)速控制定子總功率的調(diào)速裝置容量要小，而繞籠電機(jī)的調(diào)速裝置容量比繞線型異步機(jī)的調(diào)速裝置容量還小，因?yàn)樗刂频墓β适寝D(zhuǎn)差功率的轉(zhuǎn)差功率。
本發(fā)明的核心是用低壓逆變裝置代替高壓變頻調(diào)速器，其造價(jià)相差至少一倍。以315KW的高壓變頻調(diào)速器為例，它的制造成本50萬元，再加電機(jī)成本10萬元，總造價(jià)60萬元，用本低壓逆變器調(diào)速高壓電機(jī)的成套造價(jià)僅僅25萬元。
4、良好的起動(dòng)性可以做到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。由于本調(diào)速成裝置因用電腦控制軟起動(dòng)，起動(dòng)電流小，小到只等于額定電流的1倍至1.5倍，鼠籠型電機(jī)的起動(dòng)電流是額定電流的5-7倍，普通繞線型電機(jī)是3倍。延長了拖動(dòng)設(shè)備的壽命，減少對電網(wǎng)的沖擊。減少維修工作量和停機(jī)時(shí)間、減少了電網(wǎng)變壓器的容量和電纜的導(dǎo)線截面，可以大大減少配電房的造價(jià)。假如，全國高、低壓異步電動(dòng)機(jī)全部換成繞籠型高、低壓電動(dòng)機(jī)僅僅起動(dòng)電流小的這一項(xiàng)就可以關(guān)閉20％的現(xiàn)有發(fā)電廠。
5、高壓繞籠型電機(jī)適用于100千瓦到2000千瓦的風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載，適用于鉆探機(jī)，挖掘機(jī)負(fù)載，具有平均節(jié)能30％左右的節(jié)能效果。
6、高壓1,140伏繞籠型電機(jī)主要用于油井抽油機(jī)電機(jī)功率從22KW-75KW。
7、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)1500轉(zhuǎn)/分以下。
8、調(diào)速范圍50％以上。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和為了節(jié)省電機(jī)的銅線的用量，將逐步用高壓電機(jī)代替低壓電機(jī)這是一個(gè)必然趨勢。因此，本發(fā)明的市場前景廣闊。

圖1是本實(shí)用新型電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的異步電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子接線圖。
圖3是本異步電機(jī)的工作原理圖。
圖4、圖5電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)機(jī)電一體化裝置電原理圖。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的內(nèi)容。圖1中，1是A部是高壓電機(jī)定子，2是A部高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子，3是轉(zhuǎn)軸，4是B部低壓電機(jī)轉(zhuǎn)子，5是B部低壓電機(jī)定子，6是定子機(jī)座。A、B轉(zhuǎn)子繞組都為星形接法，相序反接，如圖3所示。
本實(shí)用新型的工作原理如圖3所示A部定子引線A、B、C接6,000或1,140V高壓電源，B部定子引線a、b、c接三相整流橋，整流橋接入電腦控制的逆變裝置。合上電源，電機(jī)起動(dòng)。A部轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)差功率送到B部的轉(zhuǎn)子，接線的原則是，反相序相對接如圖2所示。產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩方向與A部產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩方向一致。控制B部定子的轉(zhuǎn)差功率大小就能進(jìn)行調(diào)速。該裝置中設(shè)置有電機(jī)保護(hù)器。
權(quán)利要求1.一種電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)及機(jī)電一體化裝置，包括由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成的繞線型異步電機(jī)，其中定子和轉(zhuǎn)子分為A和B兩部分，其特征在于所說的調(diào)速電機(jī)采用的高壓繞籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成，其中的定子和轉(zhuǎn)子各分為A、B兩部分，A部為高壓電機(jī)，A、B部定子固定在定子機(jī)座上，A、B部轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上；A、B部定子繞組結(jié)成星形接法或三角形接法；A、B部轉(zhuǎn)子繞組為星形接法，相序反接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電一體化裝置，其特征在于所說的裝置中的B部定子引線a、b、C接三相整流橋，整流橋接入電腦控制的逆變裝置，逆變裝置連接有電抗器L和可控硅電路。
專利摘要一種電腦控制高壓繞籠異步調(diào)速電機(jī)及機(jī)電一體化裝置，包括由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成的繞線型異步電機(jī)，其中定子和轉(zhuǎn)子分為A和B兩部分，其特點(diǎn)是調(diào)速電機(jī)采用的高壓繞籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、定子機(jī)座和轉(zhuǎn)軸組成，其中的定子和轉(zhuǎn)子各分為A、B兩部分，A部為高壓電機(jī)，A、B部定子固定在定子機(jī)座上，A、B部轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上；A、B部定子繞組結(jié)成星形接法或三角形接法；A、B部轉(zhuǎn)子繞組為星形接法，相序反接。逆變裝置連接有電抗器L和可控硅電路，能夠?qū)⒅鳈C(jī)產(chǎn)生的滑差功率送給副機(jī)，使副機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與主機(jī)轉(zhuǎn)矩方向一致，并使其一部分幫助主機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，另一部分送回電網(wǎng)。本實(shí)用新型具有技術(shù)簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02P25/02GK2796228SQ200520091029
公開日2006年7月12日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者韓建康 申請人:韓建康