专利名称：高功率因数直线感应电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机领域，进一步讲是用于将电能直接转换成直线运动机械能的直线感应电动机，一种高功率因数的直线感应电动机。
目前，已有技术的直线感应电动机存在着电磁气隙与极距比值较大和因初级铁芯两端开端引起的纵、横向边端效应等缺点，故国内外现有直线感应电动机的功率因数和电磁推力(电磁转矩)，均比同容量、同极数的旋转电动机低。一般，旋转感应电动机的额定功率因数COSφ在0.8以上，而直线感应电动机的COSφ在0.38～0.55之间，严重影响了它的推广应用。
英国学者Holmes曾提出第三绕组用电容短接，主绕组与第三绕组之间是变压器关系。主绕组接通电源后，第三绕组感应电势，产生超前电流，提供无功。用此法在旋转电机上作试验证明可改善电机的功率因数，但堵转转矩不但没有提高，反而比原电机下降。
本实用新型的设计目的在于克服已有技术中的不足之处，而提供一种高功率因数直线感应电机，在提高功率因数的同时，降低额定工作电流，提高推力，节省电能。
本实用新型的设计目的可以通过以下措施来达到在由初级、次级组成，初级由铁芯、铁芯槽内嵌放的对称三相绕组以及接线盒构成的高功率因数直线感应电机中，其铁芯6槽内嵌放两套对称的三相绕组主绕组3和副绕组4。副绕组的三相线圈(A′、B′、C′)与电容器(CA、CB、CC)串联后、与主绕组的三相线圈(A、B、C)并联，接三相交流电源。主绕组3位于槽内上部，副绕组4位于槽内下部。
本实用新型的设计目的还可以通过以下措施来达到高功率因数直线感应电机的副绕组4在铁芯6上的空间位置比主绕组3超前1～2槽距角，同时对副绕组4所串电容器的电容量作适当选择，使副绕组4的电流比主绕组电流的相位超前角α=60～120°。
高功率因数直线感应电机的接线盒采用防爆接线盒，接线盒体1与电机初级本体上的接线盒座2之间的接合面E为隔爆接合面。
本实用新型与已有技术相比具有如下优点①其功率因数COSφ可达0.96，比钢次级直线感应电机(COSφ=0.39)、复合次级直线感应电机(COSφ=0.66)分别提高146％和75％。
②其额定工作电流比钢次级直线感应电机降低67.1％，比复合次级直线感应电机降低49.6％。
③其同步效率比复合次级直线感应电机提高10％。
④比复合次级直线感应电机节电30％。
⑤提高了设备的利用率，延长了电机及其配电、控电设备的使用寿命。
⑥减少了配电、控电设备的投资。
附图的图面说明如下
图1本实用新型的初级的结构示意图主视图图2图1中的D-D剖视图图3本实用新型初级绕组的电气原理图图中1-主绕组接线盒体、2-主绕组接线盒座、3-主绕组线圈、4-副绕组线圈、5-副绕组接线盒体、6-铁芯、7-封胶、8-底座、E-隔爆接台面、H-磁场运动方向，A、B、C-主绕组的三相线圈，A′、B′、C′-副绕组的三相线圈，CA、CB、CC-副绕组的三相线圈串联的电容器。
下面将结合附图对本实用新型的实施例作进一步详述实施例1本实用新型高功率因数直线感应电机由初级、次级组成，它的次级与已有技术相同。
图1、2示出了本实用新型的初级的结构。它的初级主要由铁芯6、铁芯槽内嵌放的两套对称三相绕组主绕组3和副绕组4等构成。主绕组3位于槽内上部、副绕组4位于槽内下部。位于直线电机一端的主绕组接线盒体1，与电机本体的主绕组接线盒座2由螺栓联接固定，位于直线电机另一端的副绕组接线盒体5，同样由螺栓联接固定于副绕组接线盒座上。铁芯6固定于底座8上，铁芯6与绕组由封胶7浇注封固。
图3示出了本实用新型初级绕组的电气原理。副绕组的三相线圈(A′、B′、C′)与电机本体外的电容器(CA、CB、CC)串联后、与主绕组的三相线圈(A、B、C)并联，接三相交流电源。图示为星形接法，H为磁场运动方向。
它的副绕组4在铁芯6上的空间位置比主绕组3超前一个槽距角，副绕组4所串电容器的电容量按下述公式估算选择，使得副绕组电流比主绕组电流的相位超前角α=60～120°。C=1ω{α[KZ1+(1+K)Z2]-Z3-(1+K)Z2}]]>式中ω-角频率 Z1-主绕组阻抗α-副绕组电流相位超前角 Z2-激磁阻抗K-主、副绕组容量比系数Z3-副绕组阻抗初级的铁芯6、主绕组3和副绕组4的主要参数具体选择如下每极每相槽数q=1；每极槽数Qp1=3；极数P=10；极距τ=7.2cm；初级冲片长度L=738mm；初级迭厚l=150mm；齿距t1=24mm；每线圈匝数Wy=10；每槽导体数Z1=40；每相串联匝数W=200；绕组线规比d/di=φ1.3/φ1.36；并绕股数n=6；电容器电容量C=349μF；相数m=3；接法星形。
在电源为额定电压U线=380V、U相=220V、频率f=50赫兹的条件下起始推力Fst=495公斤，同步速度Vs=7.2米/秒，副绕组电流的相位超前角α=120°，功率因数COSφ≥0.9。
电容器选用型号BCMJ型。封胶7采用环氧树脂或聚氨脂。
当副绕组4的电流比主绕组电流的相位超前角α=60～120°时，可以更好地提高直线电机功率因数、降低额定工作电流，并提高推力。为此，应适当地选择副绕组4所申电容器的电容量，同时使副绕组4在铁芯6上的空间位置比主绕组3超前1～2槽距角。
工作原理当初级接通三相交流电源后，主、副绕组中均有电流通过，副绕组电流超前主绕组电流相位角α，两套三相绕组产生的磁势在空间上同相位，两套绕组产生的合成磁场，在电机的次级中感应电流、产生电磁推力，并提高功率因数和推力。
实施例2高功率因数直线感应电机的接线盒采用防爆接线盒，接线盒体1与电机初级本体上接线盒座2之间的接合面E设计为隔爆接合面。使高功率因数直线感应电机成为防爆型的直线电机，以适应防爆要求。其余同例1。
权利要求1．一种高功率因数直线感应电机，由初级、次级组成，初级由铁芯、铁芯槽内嵌放的对称三相绕组，以及接线盒构成，其特征在于铁芯(6)槽内嵌放两套对称的三相绕组主绕组(3)和副绕组(4)；副绕组的三相线圈(A′、B′、C′)与电容器(CA、CB、CC)串联后、与主绕组的三相线圈(A、B、C)相并联，接至三相交流电源，主绕组(3)位于槽内上部、副绕组(4)位于槽内下部。
2．根据权利要求1所述的高功率因数直线感应电机，其特征在于所说的副绕组(4)在铁芯(6)上的空间位置比主绕组(3)超前1～2槽距角、所串电容器电容量的选择，使副绕组电流比主绕组电流相位超前角α=60～120°。
3．根据权利要求1或2所述的高功率因数直线感应电机，其特征在于所说的接线盒为防爆接线盒，接线盒体(1)与电机初级本体上接线盒座(2)之间的接合面(E)为隔爆接合面。
专利摘要本实用新型涉及电机领域,一种将电能直接转换成直线运动机械能的高功率因数直线电机。由初级、次级组成,初级由铁芯、铁芯槽内的两套对称,三相绕组:主绕组、副绕组等构成。副绕组与电容串联后、与主绕组并联,接三相交流电源,主绕组位于铁芯槽内上部、副绕组位于铁芯槽内下部。副绕组电流的相位超前角α=60～120°。其功率因数可达0.96,额定工作电流降低,同步效率提高,节约电能,提高设备利用率,延长电机及馈电设备寿命。
文档编号H02K3/28GK2315714SQ9724537
公开日1999年4月21日 申请日期1997年10月5日 优先权日1997年10月5日
发明者朱友贵, 李光友 申请人:山东省煤炭科学研究所