专利名称：绕线式异步电动机限流增矩控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种绕线式异步电动机限流增矩控制器。主要适用于绕线式异步 电动机，可直接安装于电机转轴上，取代所有的起动装置和配套设备，并能在电机短时过载 时具备限流增矩功能，属于电动机拖动控制技术领域。
背景技术：
现在投入工业运行的绕线式异步电动机，都采用在转子电流回路中，串入频敏变 阻器或各种可调电阻，以限制电动机的起动电流，也能增加其起动力矩，它必须在电动机的 转轴上装有滑环、碳刷、刷盒、刷架短接装置及控制箱中的交流接触器、时间继电器等易损 件与频敏变阻器或各种可调电阻组成一个二次回路，这些易损件任一个部位出现故障都会 引起停机停产，其日常维护非常繁琐，易损件更换频繁，尤其是滑环与碳刷长期摩擦，产生 火花和碳末，碳末将变成导电尘埃，若被吸入电机内部则有烧毁电机的危险也可能影响到 附近其它电气设备。目前技术较先进，而普遍使用较多的绕线式电动机起动方法是采用在转子回路中 串入频敏变阻器的起动方法，它采用增大铁损和铜损及气隙损耗的办法，来限制起动电流， 增加起动力矩，而电动机也必须配有刷环装置、二次回路还需配置一台起动控制柜，其连接 电缆的成本就相当可观，它不能频繁起动，若在5分钟内起动2 3次，频敏变阻器则会烧毁。发明内容本实用新型之目的是要克服现有技术存在的不足，设计一种限流增矩控制器，将 其直接安装在电机转子的转轴上，与电动机同步运转，在电机起动时，可限制起动电流，增 加起动力矩，在电机过载时可限制过载电流，增加旋转力矩，它完全可取代电动机转子上的 滑环、碳刷、刷盒、刷架所有装置及整个二次回路中的所有电气元件和起动控制柜。本实用新型特征是设有轴套(19)与电动机转轴联动联接，轴套(19)上固定设有 圆环形离心开关及圆环状前、后轭板(15、20)，离心开关由离心开关盒底座(1)、离心开关 盒内圆壁O)、离心开关盒外圆壁(6)、离心开关弹簧(3)、离心开关动触头G)、离心开关静 触头(5)、离心开关接线柱(7)组成，前、后轭板(15、20)之间固定设有若干个线圈绕组及 接线柱(11)，电机转子绕组的出线端从转轴中心孔引出，直接与接线柱(11)固定连接，接 线柱(11)另一端其接头(9)与相邻的两个线圈绕组中的线圈(16)连接，线圈绕组由线圈(16)、内铁芯(18)、外铁芯(17)组成，内外铁芯(18、17)之间有间隙，线圈(16)置于外铁芯(17)上，离心开关接线柱(7)与接线柱(11)用导线固定连接。本控制器的工作原理是将铁芯线圈绕组成圈环形排列，上下磁轭及离心开关也 为圆环形，整体制作成滑环及刷架形状相似，直接安装在电机转轴上的安装滑环及刷架的 位置，装原电机转轴上的刷环装制取消，和电机转组绕组引出线直接联接，即将本控制器的 线圈绕组串入了电机的转子回路，在电机起动过程中，转子电流频率f2随转子转速升高而降低的关系f2 = ^XS,当转子转速由0上升到额定转速Ne时，转子电流频率则从50Hz平 滑降到l-3Hz，控制器阻抗zp = rp+jxp，其中铁损rp也随之下降，电抗XP = ω LP,同理XP 也减少，当起动结束后Sf1很小，Zp则降到很小，接近似可忽略不计，因此电机在起动时，既 能限制起动电流，也能增加起动转矩。本实用新型有下述优点本控制器在设计时充分考虑了铁损、铜损、气隙损耗及线圈导线载流量的综合因 素，长期串接在转子回路上，正常运行时不会产生涡流发热效应，绕组线圈也不会过热，所 以在正常运行时，即使离心开关发生故障控制器被长期串接运行，也可保证电机运行的所 有特性不变，控制器也不会损坏。它完全可以代替所有各种起动设备，可以将电机原有刷环 装置的所有零部件全取消，二次回路的所有电器元件及起动控制柜都可以取消，大大减少 了维护成本和制造成本，简化了维护技术和操作程序，提高了电机的过载能力，是一种运行 可靠、操作简单、不用维护、装卸方便、节约成本、使用寿命长、功能多样的理想设备。
图1 为本实用新型实施例结构剖视图。图2 为本实用新型实施例接线原理图。图中各图号的构件名称为1.离心开关盒底座，2.离心开关盒内圆壁，3.离心开 关弹簧，4.离心开关动触头，5.离心开关静触头，6.离心开关盒外圆壁，7.离心开关拉线 柱，8.绝缘板，9.接头，10.绝缘套，11接线柱，12.螺母，13.弹垫，14.平垫，15.前轭板， 16.线圈，17.外铁芯，18.内铁芯，19.轴套，20.后轭板，21.平垫，22.弹垫，23.螺母，24.螺母。如图所示，本实施例的轴套19与电机转轴花键联接，轴套19上固定设有的圆环状 前、后轭板15、20之间设有六个线圈绕组，该线圈绕组由线圈16及内、外铁芯18、17组成， 内、外铁芯18、17之间具有气隙，外铁芯17的一头焊接固定在后轭板20的内侧面上，内铁 芯两端头车细，并车丝纹，通过两端的丝纹用螺母23固定在前、后轭板15、20上，六个接线 柱11则固定在前轭板15上，电机转子绕组的出线端从电机转轴中心孔引出直接与接线柱 11固定连接，接线柱11另一端的接头9与相邻的两个线圈绕组中的线圈16连接，在轴套 19延伸段及前轭板15外侧面处，固定设置圆环形离心开关盒，离心开关盒是由底座1、内 圆壁2、外圆壁6组成一个整体，采用绝缘材料粉沫浇铸成形，六个离心开关静触头5由离心 开关接线柱7固定在外圆壁6内侧，离心开关接线柱7与对应的前轭板15上的接线柱11 用导线固定连接，离心开关动触头4通过离心开关弹簧3设置在内圆壁3上面，动、静触头 4、5是错位安装，当电机达到预定的转速时，离心力使离心开关弹簧3张开，动、静触头4、5 闭合，每个动触头4都接通两个相对应的静触头5，以达到短接转子绕组的效果。
具体实施方式
结合附图和实施例对本实用新型说明如下如实施例所述，本控制器通过轴套19与电机转轴花键联接，整体安装在电机转轴 上，其6个线圈绕组的线圈16通过接线柱11与电机转子绕组的引出线对应联接，即本控制 器的线圈绕组，串入到了电机转子回路中，本控制器线圈绕组的阻抗值是与转子电流频率4的大小成比例增减的，而转子电流的频率F2是随转速上升而下降的，即转速由0上升至额 定转速Ne时，转子电流频率则从50Hz降到1 3Hz，因此当电机转子转速由0升至Ne时， 本控制器线圈绕组的阻抗值由最大(起动初瞬)降到最小(正常运行)，故电机起动时起动 转矩较大，起动电流较小，由于本控制器的短接装置离心开关，也设置在轴套上，与电机转 子同步运转，当电机达到预定转速时，离心力使离心开关动、静触头闭合，将电机转子绕组 短接，控制器线圈绕组成旁路，电机进入正常运行。 综上所述，凡绕线式异步电动机，只须使用本控制器，就可免去其它所有的起动设 备，包括电机本身的刷环装置，只需合上电源开关，电机就能自动平稳起动到正常运行。
权利要求1. 一种绕线式异步电动机限流增矩控制器，其特征是设有轴套(19)与电动机转轴联 动联接，轴套(19)上固定设有圆环形离心开关及圆环状前、后轭板(15、20)，离心开关由离 心开关盒底座(1)、离心开关盒内圆壁O)、离心开关盒外圆壁(6)、离心开关弹簧(3)、离心 开关动触头G)、离心开关静触头(5)、离心开关接线柱(7)组成，前、后轭板(15、20)之间 固定设有若干个线圈绕组及接线柱(11)，电机转子绕组的出线端从转轴中心孔引出，直接 与接线柱(11)固定连接，接线柱(11)另一端其接头(9)与相邻的两个线圈绕组中的线圈 (16)连接，线圈绕组由线圈(16)、内铁芯(18)、外铁芯(17)组成，内外铁芯(18,17)之间 有间隙，线圈(16)置于外铁芯(17)上，离心开关接线柱(7)与接线柱(11)用导线固定连 接。
专利摘要本实用新型的名称为绕线式异步电动机限流增矩控制器，属于电动机拖动控制技术领域。主要解决绕线式异步电动机为起动所需用的配套设备繁多、配套成本高、日常维护量大、易损件更换频繁、故障率高、技术难度高的问题。本控制器的特征是设有轴套与电动机转轴联动联接，轴套上设有圆环状前、后轭板及圆环形离心开关盒，前后轭板之间固定设置有若干个线圈绕组及接线柱，电机转子引出线从转轴中心孔引出，直接与接线柱固定连接，接线柱另一端其接头与相邻的两个线圈绕组的线圈连接，线圈绕组由线圈及内铁芯、外铁芯组成，内、外铁芯间有间隙，线圈置于外铁芯上，圆环形离心开关盒由底座、内圆壁、外圆壁组成一绝缘整体，设置在轴套及前轭板上，静触头由离心开关接线柱固定在外圆壁内，动触头通过离心开关弹簧设置在内圆壁上。工作原理是采用铁损、铜损、气隙损耗的综合参数，限制起动电流，增大起动力矩。凡是绕线式异步电动机，只须使用一台本控制器就可取代电机上的刷环装置及外部配置的起动控制柜所有的为起动而配套的设备。而且增加了电机过载的限流增矩功能。
文档编号H02P25/16GK201839255SQ20102017802
公开日2011年5月18日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者谢有神 申请人:湖南科太电气有限公司