專利名稱：交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)電機，特別是一種交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電機。
目前國內(nèi)所采用的調(diào)速電機有以下幾種交流鼠籠式變極調(diào)速電機只能進行分檔調(diào)速，而不能進行平滑的無級調(diào)速，因此，其應用范圍較小。
繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速不僅結構復雜，轉(zhuǎn)子需配備龐大的整流及速度控制柜，而且控制繁瑣、運行功率因數(shù)低，其價格也很昂貴。
電磁滑差離合器式電機該機雖具有運行可靠、控制簡單的特點，但其體積、重量比普通電機都大的多，因而，在許多場合無法安裝和使用，又因該機滑差離合器工作在200℃左右，易燃易爆，在多纖維及易燃易爆場合不能使用。
變頻調(diào)速電機是目前發(fā)達國家應用較廣的機種，國內(nèi)也引進過數(shù)條生產(chǎn)線，但其主要元器件不能夠國產(chǎn)，而且其售價高于一般電機的幾倍至幾十倍，維修困難，因此，不適合我國國情，無法推廣使用。
在電機調(diào)速領域一直沿用的直流電機雖具有一定的優(yōu)點，但因其有換向器，因而在易燃易爆的石化行業(yè)及多塵土的環(huán)境中不易采用，再加上其電機壽命很短、不易維修，所以，其應用范圍也受到了一定的局限性。
本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術所存在的上述缺點和不足，而提供一種帶有復合式轉(zhuǎn)子的結構簡單、轉(zhuǎn)子電阻可隨電機轉(zhuǎn)速而變化的交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電機，其目的之二是通過加深轉(zhuǎn)子槽深和裝配高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構成高阻抗鼠籠轉(zhuǎn)子。以達到在調(diào)速高速運行時具有普通感應式電機的低電阻、高效率、高特性硬度，而工作在低速段時又具有高轉(zhuǎn)子電阻的實心轉(zhuǎn)子電機的良好調(diào)速線性特性。
本實用新型的效果在于由于在鼠籠轉(zhuǎn)子外部加裝了一個鋼套并采用了深槽式結構的轉(zhuǎn)子，所以，對現(xiàn)有感應式鼠籠電機的其它部件無需改動，轉(zhuǎn)子的外形尺寸也不變，具有結構簡單、體積小、重量輕，改裝方便的特點，特別是轉(zhuǎn)子外部的鋼套，在低速時可起到電路作用，而在高速時可起到磁路的作用，在轉(zhuǎn)速不同時其兩種作用可相互轉(zhuǎn)換，從而獲得良好的調(diào)速性能。
由于在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)以及深槽式轉(zhuǎn)子，因而構成了高阻抗鼠籠轉(zhuǎn)子。使電機在調(diào)速高速運行轉(zhuǎn)速時具有普通電機的高效率、高特性硬度，而在低速段時又具有高轉(zhuǎn)子電阻的實心轉(zhuǎn)子電機的良好調(diào)速線性，并具有很高的比功。
本實用新型目的的實現(xiàn)是通過下面的技術方案達到的在現(xiàn)有交流鼠籠式電機轉(zhuǎn)子外部設計了一鋼套，并采用了深槽式的轉(zhuǎn)子，同時在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構成了具有高阻抗的轉(zhuǎn)子，達到了轉(zhuǎn)子電阻隨轉(zhuǎn)速而變化的良好調(diào)速性能和高效率、低發(fā)熱的要求。
本實用新型是由下面的實施例及其附圖實現(xiàn)的

圖1是本實用新型的結構原理圖。
圖2是圖1中深槽式轉(zhuǎn)子槽磁力線分布圖。
圖3是圖1中深槽式轉(zhuǎn)子槽電流分布圖。
圖4是圖1中的復合轉(zhuǎn)子低速時電磁場分布圖。
圖5是復合轉(zhuǎn)子中速時電磁場分布圖。
圖6是復合轉(zhuǎn)子高速時電磁場分布圖。
圖7是本實用新型調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖。
下面將結合實施例及其附圖1－7對本實用新型的具體結構及其原理進行詳細的說明本實用新型是在現(xiàn)有交流感應式電機的基礎上重新設計的，它由永磁式三相測速發(fā)電機1、電機機殼2、機殼2內(nèi)部的定子3、端環(huán)8與轉(zhuǎn)軸固套的轉(zhuǎn)子6、鼠籠條5、控制電路及外風機7構成，其特征在于在轉(zhuǎn)子6與定子3之間套裝有一鋼套4，轉(zhuǎn)子是由高阻合金的鼠籠條5和端環(huán)8構成的高阻抗的鼠籠轉(zhuǎn)子6。參見圖1鼠籠轉(zhuǎn)子是深槽式的鼠籠轉(zhuǎn)子6，鋼套4與轉(zhuǎn)子6固套。
現(xiàn)將本實用新型的工作機理簡述如下從感應電動機機械特性可知，要想使電機得到良好的調(diào)速線性和高效率，則必須滿足其轉(zhuǎn)子電阻要大于rR，而且是越大越好，所以我們采用了高阻合金的鼠籠條和端環(huán)構成了高阻抗的新型轉(zhuǎn)子6，但是當轉(zhuǎn)子電阻加大后，又容易使電機發(fā)熱而效率降低，為解決這一難題，本實用新型采取了加深轉(zhuǎn)子槽深和加裝鋼套4的方案來解決這一問題。
因為在低速時，電機漏抗大，由于漏抗，槽底部導體分布電流很少(參見圖2和圖3)，甚至接近于零。而電流多集中于鼠籠條5的上部，這種情況等于實際上減小了導條截面積，增大了轉(zhuǎn)子電阻，使電機在保持臨界轉(zhuǎn)矩情況下，降低能耗、減少發(fā)熱，解決了現(xiàn)有電機在低速時因滑差電勢過大而產(chǎn)生的能耗大，發(fā)熱嚴重的問題。
在高速時，電流的外擠現(xiàn)象消失，電流均勻流過導條的上下部，此時，相當于導條的截面積加大，而轉(zhuǎn)子電阻減少，因此，通過加深槽深，利用深槽的外擠效應實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的電阻隨轉(zhuǎn)速變化的要求。(參見圖2和圖3)本實用新型中的鋼套4的作用機理闡述如下復合轉(zhuǎn)子6在低速工作時，由于轉(zhuǎn)子電流的外擠效應，主磁通感應使轉(zhuǎn)子鋼套4產(chǎn)生渦流，其渦流轉(zhuǎn)矩作用使電機旋轉(zhuǎn)工作(參見圖4)，此時，由于電流的外擠效應，鋼套4內(nèi)、高阻抗轉(zhuǎn)子6內(nèi)幾乎沒有電流或只有很小的電流流過，尤其在空載時其作用幾乎為零，此時，復合轉(zhuǎn)子主要是鋼套在起電路的作用，而鋼套電阻率為鋁套的5～6倍，其形成了夾心轉(zhuǎn)子電機，因而電機具有良好的低速調(diào)速特性，即相當于兩個電機的作用。
在中速時，轉(zhuǎn)子6電流頻率逐漸降低，轉(zhuǎn)子電流外擠效應隨轉(zhuǎn)速升高而逐漸削弱，因而主磁通部分穿過鋼套與高阻抗的轉(zhuǎn)子相作用，鼠籠條中有相應的電流流過，而轉(zhuǎn)速越高電流越大，此時，復合轉(zhuǎn)子總電阻為鋼套電阻加部分導條及端環(huán)電阻，總電抗也隨其變化，電機滑差損耗逐漸變小。(參見圖5)在高速時，在電機主磁通作用下，轉(zhuǎn)子電流的頻率有時接近1－3赫，電機鋼套內(nèi)的高阻抗轉(zhuǎn)子6的導條、端環(huán)由于擠流現(xiàn)象消失而全部均勻地通過電流，所以，轉(zhuǎn)子總電阻為最小狀態(tài)，此時電機的調(diào)速特性很硬，呈高轉(zhuǎn)速、大力矩輸出狀態(tài)，使電機整機效率高、而發(fā)熱少，此時鋼套基本上處于磁路工作狀態(tài)。(參見圖6)由上可見，本實用新型中的復合轉(zhuǎn)子的鋼套可隨轉(zhuǎn)速的不同而起到電路與磁路作用相互轉(zhuǎn)換的功能。該機通過標準的晶閘管降壓調(diào)速或磁放大器降壓調(diào)速調(diào)節(jié)其給定電壓11的大小，以得到不同的工作速度。其調(diào)速系統(tǒng)電路原理參見圖7，本實用新型的調(diào)速電機的每相繞組均與磁放大器9串聯(lián)，用以調(diào)壓。電抗器控制繞組由直流放大器10、即JDIA控制盒供電，其輸出信號電壓為預設電壓Vgd和測速發(fā)電機1的反饋電壓Vsf之差成正比，測速發(fā)電機1裝在調(diào)速電動機軸上，(參見圖1)。為獲得硬度較高的機械特性，由積分式無差負反饋放大器組成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。
本實用新型所描述的電機重量比同功率的其它調(diào)速電機降低30％～60％，而占地面積只有YCT180－4A電機的50％、JZS2－51－2電機的25％，是一種體積小、重量輕、結構簡單的調(diào)速電機。可廣泛應用于風機、水泵中。
權利要求1.一種交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動機，由永磁式三相測速發(fā)電機1、電機機殼2、機殼2內(nèi)部的定子3、端環(huán)8與轉(zhuǎn)軸固套的轉(zhuǎn)子6、鼠籠條5、控制電路及外風機7構成；其特征在于在轉(zhuǎn)子6與定子3之間套裝有一鋼套4，轉(zhuǎn)子是由高阻塞合金的鼠籠條5和端環(huán)8構成的高阻抗的鼠籠轉(zhuǎn)子6。
2.按照權利要求1所述的交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動機，其特征在于鼠籠轉(zhuǎn)子是深槽式的鼠籠轉(zhuǎn)子6，鋼套4與轉(zhuǎn)子6固套。
專利摘要本實用新型提供了一種交流感應式復合轉(zhuǎn)子調(diào)速電動機，其結構特點是在現(xiàn)有交流鼠籠式電機轉(zhuǎn)子外部設計了一鋼套，并采用了深槽式的轉(zhuǎn)子，同時在轉(zhuǎn)子中采用了高電阻合金的鼠籠條和端環(huán)構成了具有高阻抗的轉(zhuǎn)子，達到了轉(zhuǎn)子電阻隨轉(zhuǎn)速而變化的良好調(diào)速性能和高效率、低發(fā)熱的要求。
文檔編號H02K17/02GK2096156SQ9122330
公開日1992年2月12日 申請日期1991年8月20日 優(yōu)先權日1991年8月20日
發(fā)明者邢寶林 申請人:北京市海淀區(qū)高電精密儀器技術公司