专利名称：无刷多层开槽铁芯频敏变阻起动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及绕线式异步电动机频敏变阻起动器，特别是一种关于无刷频敏变阻起动器。
为限制起动电流并增大起动转矩，异步电动机起动时转子回路通常须串入起动变阻器。频敏变阻器因其阻抗随转子电流频率的变化规律恰好符合起动变阻器的要求，即开始起动时等效阻抗较大，随着电机转速的上升阻抗逐渐减小，起动完毕后阻抗很小接近短路，且操作和维护方便，价格低廉，所以在线绕式异步电动机的使用中得到广泛应用。
传统的频敏变阻起动器一般置于地面，它与转子电路上的连接是通过转子上的滑环和电刷来实现的，由于有触点，不仅会导致无线电干扰，而且会因火花而需对滑环和电刷经常维护。
解决问题的一个有效方法是将频敏变阻起动器安装到电动机的转轴上随电机一同旋转，这就是无刷频敏变阻器。从专利的检索情况看，现有的无刷频敏变阻器由三相管形铁芯作为磁路，绕组分别绕在各相管形铁芯表面，且沿轴套均布，圆形磁轭位于三相磁路两端面并与轴套连接。该变阻器套装在电动机转轴上，绕组与电动机转子绕组相连。在应用中反映出来的突出问题一是体积过大，在现有电动机的滑环电刷装置所占的空间内直接安装有相当的困难；二是重量重转动惯量大，有可能导致电机转轴受力过大而变形，且影响电机的响应速度，因而推广应用受到限制。
现有的无刷频敏变阻器的铁芯由一个圆柱形内铁芯和一个圆筒形外铁芯构成，随着电机功率的增大，其设计仅仅是相应地增大铁芯的内外径与厚度，然而电磁场分析表明，各种材料的铁芯设计厚度有一定的限制，太薄则等效电阻太小，太厚则由于电磁场趋肤效应的作用而使材料的利用率下降。另外，现有的无刷频敏变阻器的最大的弊端是电机起动之初外铁芯的趋肤效应作用使内铁芯中磁场很小而不起作用，从而不能有效地限制电机的起动电流。换句话说，要限制电机起动电流达到一定的要求，只有增大铁芯的体积，同时绕组的体积也不得不随之增大，最终导致整个变阻器的体积庞大，重量增加，造价提高，这也是无刷频敏变阻器在较大功率电机中难以推广应用的主要原因。
本实用新型的目的在于给出一种每相管形铁芯为多层外铁芯，且具有开槽结构的无刷多层开槽铁芯的频敏变阻起动器。它可使绕于铁芯外的线圈所产生的磁场无衰减地直接施加于各层铁芯，避免了因趋肤效应产生的外层铁芯对内层铁芯的电磁场屏蔽作用，从而使铁芯具有较大的等效阻抗，以限制异步电动机起动电流并增大起动转矩。
本实用新型所述无刷多层开槽铁芯频敏变阻起动器，它的每相管形铁芯部分，除包括内铁芯1外，还设有一层以上(包括一层)的外铁芯2。因为随着电机容量的增大，因趋肤效应内铁芯外径和外铁芯厚度应保持基本不变时，外铁芯内外径需相应增大，这时内外铁芯间的空间增加，须加以利用，这时可采用多层外铁芯。对于每一层外铁芯2，均设有通槽。这是因为如果外铁芯不设有通槽，在电机起动初始阶段，尤其起动瞬间，外铁芯中的涡流大部分集中在其表面，而内铁芯中几乎没有涡流，因而变阻器的等效阻抗较小。若在各层外铁芯上开槽，则磁场就能施加于各层铁芯，包括内铁芯，在各层铁芯中感应出较大的涡流，以增大变阻器的等效阻抗。
使用本发明的核心技术能设计出结构紧凑、体积小、重量轻、造价低的无刷多层开增铁芯频敏变阻起动器。它能解决现有无刷频敏变阻器因体积重量大难以在现有的异步电动机转轴上直接安装的问题，其应用范围得以扩大。由于其价格低廉性能卓越，可以完全取代现有的各个功率等级的有刷频敏变阻器，它不仅可以成为电机生产厂家的配套产品，为客户节省设备投资，提高产品的市场竞争力，还可以用于现有电机拖动设备的改造，从而免去电刷滑环的维护费用和时间，提高生产效率并降低生产成本。所以，本发明的推广应用具有很好的社会效益和经济效益。
附
图1为本实用新型的管形铁芯截面结构示意图。
附图2为本实用新型的管形外铁芯结构示意图。
本实用新型可按下述方案进一步实施对于外铁芯2，设置一层以上(包括一层)圆管形外铁芯，每层外铁芯2均设有通槽，通槽沿铁芯轴向设置，槽的长度小于等于铁芯的长度。
权利要求1.一种无刷多层开槽铁芯频敏变阻起动器，它的铁芯部分，包括内铁芯(1)，其特征在于每相管形铁芯设有一层以上，包括一层的外铁芯(2)，且每层外铁芯(2)均设有通槽。
2.根据权利要求1所述的一种无刷多层开槽铁芯频敏变阻起动器，其特征在于外铁芯(2)上通槽沿轴向设置，槽的长度小于或等于铁芯长度。
专利摘要本实用新型公开了一种无刷多层开槽铁芯频敏变阻起动器,它的铁芯部分,除内铁芯外,其特点在于每相管形铁芯设有一层以上(包括一层)的外铁芯,且每层外铁芯均设有通槽。这种频敏变阻起动器,它可使绕于铁芯外的线圈所产生的磁场,在电机起动的初始阶段无衰减地直接施加于各层铁芯,避免了因趋肤效应产生的外层铁芯对内层铁芯的电磁场屏蔽作用,从而使铁芯具有较大的等效阻抗,以限制异步电动机起动电流并增大起动转矩。
文档编号H02P1/00GK2400963SQ99229959
公开日2000年10月11日 申请日期1999年11月15日 优先权日1999年11月15日
发明者林鹤云 申请人:东南大学