专利名称：不断电切换高起动品质因数感应电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流感应电动机，特别是一种起动转矩提高的无刷式交流感应电动机。
技术背景交流电动机就结构型式的不同可分为两种，即交流笼型电动机和交流绕线式电动机。普通交流笼型电动机具有结构简单、运行可靠、成本低等优点，但起动品质因数很小，具体反映在起动电流大，起动转矩小。而普通交流绕线式电动机虽可通过外串电阻来提高起动品质因数，但存在可靠性差、维护麻烦、结构和工艺复杂等缺点。本实用新型解决这两类电机的不足，并提出解决方法。如广东省深圳市福田区的王鑫于2000年1月13日申请专利的“一种笼型组合式感应电动机”(申请号00200493，公开/公告号2411614，公开/公告日2000年12月20日，授权公告日2000年12月20日)，它是在电动机的一机壳内装有至少两个不同规格的定子组和与之对应的不同规格数量的转子组，定子组固定在机壳内壁的固定槽上，转子组固定于电机输出轴上，构成一至少由两个单机组组合而成的笼型组合式感应电动机，机壳外表面上安装的绝缘接线板上装有与机壳内所述至少两个单机组对应匹配的三相电源接线柱，一个检测负载变化情况的微电脑控制与所述至少两个单机组对应的三相电源开关；尽管它可根据外载荷的变化输入电能，减少浪费，但也同样存在起动电流大，起动转矩小等缺陷。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高起动品质因数、又具有笼型电机特征的不断电切换高起动品质因数感应电动机。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的它采用普通笼型电动机结构，但取消了滑环、电刷装置，电机的定子绕组采用两组绕组的多星形并联接法，其接法为(P-m)Y/(n+m)Y，电机的转子绕组由n个独立闭合回路组成。定子绕组在起动采用(P-m)Y多并联星形联结，运行时采用(n+m)Y的多并联星形联结的正规60°相带绕组方案，电动机从起动到运行为不断电切换方式。转子绕组由n个外接起动电阻Rst的独立闭合回路组成，且每个闭合回路与基波槽号相位图相配合。优选实施方式是转子绕组由2、或3、或4个外接起动电阻Rst的独立闭合回路组成。
由此可见，本实用新型是在普通笼型或绕线式电动机基础上进行改型设计的，采用了单定子、单转子结构，其他部件与一般传统电动机基本相同。定子和转子各嵌一套或两套专门设计的绕组，并根据不同要求，改变连接方式，以满足电动机的需要。其基本工作原理是定子绕组具有多并联星形接法，总并联支路数等于电机的极对数或极数，定子绕组通过开关设计成具有两种不同极数的联结方式，即起动极下的起动方式和运行极下的运行方式。当电动机将部分并联星形绕组按起动方式接入电网时，定子磁势将视不同的接法而产生一个或几个很强的起动极谐波磁势，而转子绕组将被设计为提供对应的定子谐波磁场产生的电流的流通路径，该路径具有较大的起动电阻Rst，由于Rst电阻大，从而提高了电动机的起动品质因数，即起动转矩和起动电流比值大。当电动机起动完毕后，通过转换开关，将定子绕组全部并联星形绕组，在不断电情况下按运行方式接入电网，这样电机起动极谐波被消除，将在基波磁场作用下切换到正常运行状态，这时转子绕组将提供对应基波磁产生的电流的流通路径，而该电路被设计成电阻很小，因而使电机运行性能好。
本实用新型的独特或关键之处在于取消了滑环和电刷部件，并采用普通笼型感应电动机结构，并着力改善其起动性能。针对绕线式电动机结构复杂，运行不可靠，笼型电动机虽结构简单、运行可靠，但起动特性不佳，采用独特的电动机定子和转子绕组方案。它可广泛应用于需要高起动品质因数的场合，即需要提高起动转矩、降低起动电流的场合，可全面替代普通交流绕线式感应电动机，同时电机具有笼型电动机无滑环、无电刷、结构简单、运行可靠的优点。
图1是本实用新型的定子48槽的绕组联结方案；图2是转子64槽的绕组联结方案；图3是本实用新型的定子通用接线图；图4是本实用新型的转子通用接线图。
具体实施方式
下面以定子48槽、转子64槽、8极运行的交流感应电动机为例，并结合附图对本实用新型进一步说明。图1为定子绕组连接方案，图2为对应的转子绕组方案。当电动机起动时，定子绕组的3Y起动部分绕组通过UQ、VQ、WQ接入三相电源，电动机将产生6极、8极、10极等起动谐波，由于转子绕组的特殊设计，8极和10极等起动谐波在转子绕组每一闭合回路中感应电流流不通，只能通过外接电阻Rst组成流通路径。根据电机学原理，这时由于Rst的作用电动机将产生较大的起动力矩而且起动电流很低，即电机的起动品质因数大。电动机将快速起动，当电动机起动完成后，在UQ、VQ、WQ不断电的情况下，将电机另一部分绕组通过U、V、W分别对应接入电源，此时电动机定子绕组按8极60°相带正规绕组4Y联接方式投入运行，电动机将只产生8极运行基波磁场，这时转子绕组中感应电流将不通过Rst而在各自的闭合回路中流通，而且闭合回路电阻很小。这样便完成了电动机从起动到运行的整个过程。
图3、图4分别为实用新型通用的定子、转子接线图。图3中n+m＝P(P为电机运行极对数)，通常情况下取m＝1，An、Bn、Cn、A’M、B’M、C’M为对应的三相绕组，并且按正规的60°相带多并联星形联接。电动机起动时开关K1闭合、K2打开，电动机按(P-m)Y联接投入起动，起动完毕后，再将开关K2闭合，电机按(n+m)Y联接投入运行。图4中的n，即表示转子绕组由n个外接电阻Rst的独个闭合回路组成，n一般为2、3、4。其每个闭合回路的具体组成，可按基波(运行极)的槽号相位图进行设计。
综上所述，本实用新型采用普通笼型电动机结构，取消了滑环、电刷装置，电机的定子绕组采用多星形并联接法接结为(P-m)Y/(n+m)Y，起动到行动为不断电切换，转子绕组由n个独立闭合回路组成。定子绕组起动采用(P-m)Y多并联星形联结，运行时采用(n+m)Y的多并联星形联结的正规60°相带绕组方案，电动机从起动到运行为不断电切换方式。其转子绕组由n个(一般为2、3、4)外接起动电阻Rst的独立闭合回路组成，每个闭合回路的组成可根据基波(运行极)槽号相位图进行具体设计。
权利要求1.一种不断电切换高起动品质因数感应电动机，它包括笼型电动机的定子和转子，其特征是电机的定子绕组采用两组绕组的多星形并联接法，其接法为(P-m)Y/(n+m)Y，电机的转子绕组由n个独立闭合回路组成。
2.根据权利要求1所述的不断电切换高起动品质因数感应电动机，特征是定子绕组在起动采用(P-m)Y多并联星形联结，运行时采用(n+m)Y的多并联星形联结的正规60°相带绕组方案，电动机从起动到运行为不断电切换方式。
3.根据权利要求1、或2所述的不断电切换高起动品质因数感应电动机，特征是转子绕组由n个外接起动电阻Rst的独立闭台回路组成，且每个闭合回路与基波槽号相位图相配合。
4.根据权利要求3所述的不断电切换高起动品质因数感应电动机，特征是转子绕组由2个、或3个、或4个、或5个外接起动电阻Rst的独立闭合回路组成。
专利摘要本实用新型公开了一种不断电切换高起动品质因数感应电动机，特别是一种起动转矩提高、起动电流降低的无刷式交流感应电动机。它主要是解决当前普通交流笼型电动机起动品质因数小，即起动电流大，起动转矩小等技术问题。它采用普通笼型电动机结构，电机的定子绕组采用两组绕组的多星形并联接法，其接法为(P－m)Y/(n+m)Y，电机的转子绕组由n个独立闭合回路组成。定子绕组在起动采用(P－m)Y多并联星形联结，运行时采用(n+m)Y的多并联星形联结的正规60°相带绕组方案，电动机从起动到运行为不断电切换方式。它可广泛应用于需要高起动品质因数的场合，即需要提高起动转矩、降低起动电流的场合，可全面替代普通交流绕线式感应电动机，同时电机具有笼型电动机无滑环、无电刷、结构简单、运行可靠的优点。
文档编号H02K3/28GK2585470SQ0227767
公开日2003年11月5日 申请日期2002年11月6日 优先权日2002年11月6日
发明者彭晓, 石安乐, 邓秋玲, 顾飞跃, 李永坚 申请人:湖南工程学院