多相電動(dòng)馬達(dá)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及多相電動(dòng)馬達(dá)，其包括轉(zhuǎn)子、具有多個(gè)狹槽的定子、安裝在定子的狹槽中的多個(gè)主繞組和多個(gè)輔助繞組、以及與交流電電源的所選相對(duì)應(yīng)的主繞組和輔助繞組。輔助繞組通過(guò)多個(gè)電容器連接到馬達(dá)端子，輔助繞組和對(duì)應(yīng)的電容器并聯(lián)地連接到主繞組。所選相的主繞組和輔助繞組偏移大約60到大約120電角度。在全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率為多相電動(dòng)馬達(dá)的功率的至少75%，并且在25%全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率進(jìn)行馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多相電動(dòng)馬達(dá)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多相電感應(yīng)機(jī)、馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及感應(yīng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，其在非常高的功率因數(shù)下，在寬負(fù)載范圍內(nèi)操作，而不會(huì)犧牲重要的馬達(dá)特性，例如效率和扭矩，同時(shí)甚至改進(jìn)這些性能中的某些性能。
【背景技術(shù)】
[0002]三相AC感應(yīng)馬達(dá)是工業(yè)應(yīng)用中使用的主要馬達(dá)類(lèi)型。感應(yīng)馬達(dá)消耗全世界產(chǎn)生的電能的30%到40%，在某些發(fā)達(dá)國(guó)家消耗高達(dá)70%。由于其廣泛的使用，感應(yīng)馬達(dá)的能量消耗參數(shù)被強(qiáng)有力地管制。通過(guò)具體的標(biāo)準(zhǔn)控制其中的一些參數(shù)。例如，馬達(dá)效率通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)EPACT92和EISA2007-MGlPremium而得到良好的理解、討論和控制。
[0003]另一個(gè)極其重要的能量消耗參數(shù)是功率因數(shù)(“PF”)。PF被定義為用kW表示的所消耗的實(shí)際功率大小與用KVA表示的由負(fù)載消耗的表觀功率大小的比。效率和PF的組合限定了馬達(dá)在其運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)生特定軸功率時(shí)所用的電流大小。感應(yīng)馬達(dá)的PF還沒(méi)有受到美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)的管制，即使在大多數(shù)電氣設(shè)施系統(tǒng)中，感應(yīng)馬達(dá)是以無(wú)功千伏安(“kVAR”)為單位測(cè)量的無(wú)功功率要求的主要?jiǎng)?chuàng)建者。對(duì)于大多數(shù)電氣設(shè)施系統(tǒng)(如果不是全部電氣設(shè)施系統(tǒng))而言，作為kVAR的無(wú)功功率要求的最明顯的來(lái)源大部分是由具有低PF的感應(yīng)馬達(dá)產(chǎn)生的。在消費(fèi)者的無(wú)功功率要求超出了某個(gè)閾值的情況下，許多設(shè)施需要向工業(yè)消費(fèi)者或類(lèi)似的消費(fèi)者收取罰金。這些電氣設(shè)施中的許多對(duì)PF小于.95到.85的馬達(dá)進(jìn)行處罰。
[0004]保持感應(yīng)馬達(dá)的PF盡可能高的另一個(gè)動(dòng)機(jī)是無(wú)功功率對(duì)傳動(dòng)和分布線損耗的影響。這些損耗與總電流的平方成比例，該總電流的平方與PF成反比。設(shè)施對(duì)于其消費(fèi)者能夠容忍的最小閾值PF通常由該設(shè)施設(shè)定。最小閾值PF的值可以隨著設(shè)施不同而變化，并且可以通過(guò)負(fù)載和時(shí)間而變化。
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種多相電動(dòng)馬達(dá),其包括: 轉(zhuǎn)子； 定子，該定子具有多個(gè)狹槽； 多個(gè)主繞組，所述多個(gè)主繞組安裝在定子的多個(gè)狹槽中，所述多個(gè)主繞組的第一主繞組對(duì)應(yīng)于可獲得的交流電電源的所選相；以及 多個(gè)輔助繞組，所述多個(gè)輔助繞組安裝在定子的多個(gè)狹槽中，所述多個(gè)輔助繞組的第一輔助繞組對(duì)應(yīng)于可獲得的交流電電源的所選相，所述多個(gè)輔助繞組通過(guò)多個(gè)電容器連接到多相電動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)端子，所述多個(gè)輔助繞組和對(duì)應(yīng)的電容器并聯(lián)地連接到所述多個(gè)主繞組；并且 其中所選相的第一主繞組和所選相的第一輔助繞組偏移大約60到大約120電角度；并且 其中電容器和繞組的尺寸和構(gòu)造形成為用以使得在多相電動(dòng)馬達(dá)的100%全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率為多相電動(dòng)馬達(dá)的總體功率的至少75%，并且在25%全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率進(jìn)行馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所選相的第一主繞組和所選相的第一輔助繞組偏移大約80到大約100電角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中多個(gè)主繞組中的每一個(gè)和多個(gè)輔助繞組中的每一個(gè)都具有產(chǎn)生第一、第二、第三和第四轉(zhuǎn)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)(“MMF”)的電流，并且其中第一MMF由在主繞組中流動(dòng)的基本頻率電流產(chǎn)生，第二 MMF由在輔助繞組中流動(dòng)的基本頻率電流產(chǎn)生，第三MMF由在主繞組中流動(dòng)的基本頻率電流與在輔助繞組中流動(dòng)的基本頻率電流之間的相互作用而產(chǎn)生，第四MMF由在主繞組中流動(dòng)的第三諧波頻率電流與在輔助繞組中流動(dòng)的第三諧波頻率電流之間的相互作用而產(chǎn)生，并且其中第一、第二、第三和第四MMF均沿相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中多相電動(dòng)馬達(dá)是三相電動(dòng)馬達(dá)，并且其中定子具有72個(gè)狹槽，并且第一輔助繞組相對(duì)于第一主繞組偏移9個(gè)狹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中多相電動(dòng)馬達(dá)是三相電動(dòng)馬達(dá)，并且其中定子具有48個(gè)狹槽，并且第一輔助繞組相對(duì)于第一主繞組偏移6個(gè)狹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所述多個(gè)主繞組安裝成比定子的狹槽中的多個(gè)輔助繞組更靠近定子的背鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所述多個(gè)輔助繞組安裝成比定子的狹槽中的多個(gè)主繞組更靠近定子的背鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組的尺寸和構(gòu)造形成為使得當(dāng)多相電動(dòng)馬達(dá)連接到可獲得的交流電電源時(shí)，多相電動(dòng)馬達(dá)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組的尺寸和構(gòu)造形成為使得當(dāng)多相電動(dòng)馬達(dá)連接到可獲得的交流電電源時(shí)，多相電動(dòng)馬達(dá)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電動(dòng)馬達(dá)，其中所選相的第一主繞組和所選相的第一輔助繞組偏移大約90電角度。
11.一種制造多相電動(dòng)馬達(dá)的方法，所述方法包括: 將多個(gè)主繞組設(shè)置到定子的多個(gè)狹槽中； 將多個(gè)輔助繞組設(shè)置到定子的多個(gè)狹槽中； 安裝多個(gè)電容器，使得所述多個(gè)輔助繞組通過(guò)多個(gè)電容器連接到多相電動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)端子；以及 將所述多個(gè)輔助繞組和對(duì)應(yīng)的電容器與所述多個(gè)主繞組并聯(lián)地安裝；并且 其中所述多個(gè)主繞組的第一主繞組對(duì)應(yīng)于多相電動(dòng)馬達(dá)的所選相引線，所述多個(gè)輔助繞組的第一輔助繞組對(duì)應(yīng)于該所選相引線；并且 其中第一主繞組和第一輔助繞組偏移大約60到大約120電角度；并且 其中電容器和繞組的尺寸和構(gòu)造形成為用以使得在多相電動(dòng)馬達(dá)的100%全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率為多相電動(dòng)馬達(dá)的總體功率的至少75%，并且在25%全額定負(fù)載下多個(gè)主繞組的功率進(jìn)行馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中與所選相引線對(duì)應(yīng)的第一主繞組和與所選相引線對(duì)應(yīng)的第一輔助繞組偏移大約80到大約100電角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)主繞組中的每一個(gè)和所述多個(gè)輔助繞組中的每一個(gè)的尺寸和構(gòu)造形成為使得當(dāng)多相電動(dòng)馬達(dá)連接到交流電電源時(shí)，所述多個(gè)主繞組中的每一個(gè)和所述多個(gè)輔助繞組中的每一個(gè)都具有產(chǎn)生第一、第二、第三和第四轉(zhuǎn)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)(“MMF”)的電流，并且其中第一 MMF由在主繞組中流動(dòng)的基本頻率電流產(chǎn)生，第二MMF由在輔助繞組中流動(dòng)的基本頻率電流產(chǎn)生，第三MMF由在主繞組中流動(dòng)的基本頻率電流與在輔助繞組中流動(dòng)的基本頻率電流之間的相互作用而產(chǎn)生，第四MMF由在主繞組中流動(dòng)的第三諧波頻率電流與在輔助繞組中流動(dòng)的第三諧波頻率電流之間的相互作用而產(chǎn)生，并且其中第一、第二、第三和第四MMF均沿相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中多相電動(dòng)馬達(dá)是三相電動(dòng)馬達(dá)，并且其中定子具有72個(gè)狹槽，并且第一輔助繞組相對(duì)于第一主繞組偏移9個(gè)狹槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中多相電動(dòng)馬達(dá)是三相電動(dòng)馬達(dá)，并且其中定子具有48個(gè)狹槽，并且第一輔助繞組相對(duì)于第一主繞組偏移6個(gè)狹槽。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)主繞組安裝成比定子的狹槽中的多個(gè)輔助繞組更靠近定子的背鐵。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)輔助繞組安裝成比定子的狹槽中的多個(gè)主繞組更靠近定子的背鐵。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組的尺寸和構(gòu)造形成為使得當(dāng)所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組連接到交流電電源時(shí)，多相電動(dòng)馬達(dá)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組的尺寸和構(gòu)造形成為使得當(dāng)所述多個(gè)主繞組和所述多個(gè)輔助繞組連接到交流電電源時(shí)，多相電動(dòng)馬達(dá)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中與所選相引線對(duì)應(yīng)的第一主繞組和與所選相引線對(duì)應(yīng)的第一輔助繞組偏移大約90電角度。
【文檔編號(hào)】H02K17/28GK103843234SQ201280047672
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】S·克羅梅特塞夫 申請(qǐng)人:革新技術(shù)有限責(zé)任公司