专利名称：电脑控制高压绕笼异步调速电机及机电一体化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电脑控制高压绕笼异步调速电机及机电一体化装置，属于电机技术领域。
背景技术：
机械串级调速是世界公认的一种高效节能装置，机械串级是把滑差功率转化为机械功率加以利用的一种技术手段。传统方法是将绕线型异步机滑环接到整流器，把滑差功率转化为直流功率供给直流电动机，直流电机直接与主异步电动机机械上连在一起，共同带动负载。上述装置中，必须使用滑环方式才能连在一起，共同带动负载。上述装置中，必须使用滑环方式才能将滑差功率经过整流去驱动直流机工作，因此限制了它的应用范围。另外，由于碳刷的存在，出现经常维护问题，因此限制了它的应用范围。另外，由于碳刷的存在，出现经常维护问题，降低了装置的可靠性。上述电机不能在易燃、易爆，有腐蚀性环境中使用。
针对上述现有技术的不足之处，授权公告号为CN2121095U实用新型专利说明书介绍了一种“内串级交流异步调速电动机”，该电机相当于在普通绕线异步电机中再增加一套附加电势的机组；还有授权公告号为CN2170598Y实用新型专利说明书报道的一种“无接触式绕线异步电动机”，是在电机原装滑环处改装由轴、磁环、绝缘材料、线圈、铁芯构成的起动器。上述带有附加装置电动机的调速系统可以由绕线型异步电机，替代机械串级调速装置中的直流电机，但是却存在技术复杂，价格昂贵，负面效应多等缺点，例如电子调速装置的告辞谐波不仅污染电网，同时也污染电机，且串级调速系统的功率因素只有0.55左右。因而，一些大功率电机及一些对调速精度要求不高的场合，传统电机仍占有很大市场。
值得一提的是现有技术中，授权公告号为CN2569434Y实用新型专利说明书公开的一种“电脑控制绕笼异步电机机电一体化装置”，该电机将两台低压绕线型异步电机合二为一，能够实现电机低压调速。对于高压电机调速，目前除用技术复杂，价格昂贵的高压变频器外，无法将一台绕线型异步电机与一台低压绕线型异步电机合二为一，制成调速电机。
发明内容本发明的目的之一在于提供一种电脑控制高压绕笼异步调速电机，该调速电机不仅将两台绕线型异步电机合二为一，而且是将一部高压异步电机与一部低压异步机安装在一个机座内，成为一个新型的异步电机。
本发明的目的之二在于提供一种用电脑控制的机电一体化装置，该装置中的逆变装置将主机产生的滑差功率送给付机，使付机产生的转矩方向与主机转矩方向一致。这一部分的转矩，一部分帮助主机拖动负载，另一部分送回电网。
本实用新型的上述目的是这样完成的。
一种电脑控制高压绕笼异步调速电机及机电一体化装置，包括由定子、转子、定子机座和转轴组成的绕线型异步电机，其中定子和转子分为A和B两部分，其特征在于所说的调速电机采用的高压绕笼型转子异步电机由定子、转子、定子机座和转轴组成，其中的定子和转子各分为A、B两部分，A部为高压电机，A、B部定子固定在定子机座上，A、B部转子固定在转轴上；A、B部定子绕组结成星形接法或三角形接法；A、B部转子绕组为星形接法，相序反接。
上述机电一体化装置，其特征在于所说的装置中的B部定子引线a、b、C接三相整流桥，整流桥接入电脑控制的逆变装置，逆变装置连接有电抗器L和可控硅电路。本实用新型的工作原理如图4所示，A部定子A，B，C接高压10,000V或6,000V，或1,140V；B部定子引出线接整流桥，它是将A部主机因额定转数下降以后产生的一部分滑差功率经过B部付机变换成直流电压，在与其连接的逆变电路经过电抗器的储能作用，通过电脑控制可控硅导通角，在改变B部转数的同时把这部分电能送回电网。由于B部转子和A部转子是同轴的，它产生的转矩方向与A部的转矩方向是一致的，所以除了B部帮助A部主机作功以外，A部的转速也同时下降，这样在完成系统调速的同时，还把一部分多余的滑差功率送回电网。本机电一体化装置的逆变装置能够将主机产生的滑差功率送给付机，使付机产生的转矩方向与主机转矩方向一致。这一部分的转矩，一部分帮助主机拖动负载，另一部分送回电网。
本发明的效果是1、可靠性没有滑环和碳刷，减少事故和维护工作量，可用于有防瀑要求的地方。
2、高效调速性能原来用于绕线型异步电机的调速方法，本电机都可以应用，原绕线型异步机的转子串电阻调速，把电机转差功率一部分帮助作功其余5-6％全消耗在电阻上，所以属于低效调速方式，而绕笼机电一体化异步机调速，A部产生的转差功率送到B部，其中大部分变为B部机械功率被利用，剩余的转差功率再送回电网，因此属于高效调速方式。
3、低投资绕线型异步机串级调速因为是控制转子的转差功率，其调速装置的容量比鼠笼型转子异步机变频调速控制定子总功率的调速装置容量要小，而绕笼电机的调速装置容量比绕线型异步机的调速装置容量还小，因为它控制的功率是转差功率的转差功率。
本发明的核心是用低压逆变装置代替高压变频调速器，其造价相差至少一倍。以315KW的高压变频调速器为例，它的制造成本50万元，再加电机成本10万元，总造价60万元，用本低压逆变器调速高压电机的成套造价仅仅25万元。
4、良好的起动性可以做到起动转矩大。由于本调速成装置因用电脑控制软起动，起动电流小，小到只等于额定电流的1倍至1.5倍，鼠笼型电机的起动电流是额定电流的5-7倍，普通绕线型电机是3倍。延长了拖动设备的寿命，减少对电网的冲击。减少维修工作量和停机时间、减少了电网变压器的容量和电缆的导线截面，可以大大减少配电房的造价。假如，全国高、低压异步电动机全部换成绕笼型高、低压电动机仅仅起动电流小的这一项就可以关闭20％的现有发电厂。
5、高压绕笼型电机适用于100千瓦到2000千瓦的风机泵类负载，适用于钻探机，挖掘机负载，具有平均节能30％左右的节能效果。
6、高压1,140伏绕笼型电机主要用于油井抽油机电机功率从22KW-75KW。
7、电机转数1500转/分以下。
8、调速范围50％以上。
随着国民经济的发展和为了节省电机的铜线的用量，将逐步用高压电机代替低压电机这是一个必然趋势。因此，本发明的市场前景广阔。
图1是本实用新型电机结构示意图。
图2是本实用新型设计的异步电机的定、转子接线图。
图3是本异步电机的工作原理图。
图4、图5电脑控制高压绕笼异步调速电机机电一体化装置电原理图。
以下结合附图，详细介绍本实用新型的内容。图1中，1是A部是高压电机定子，2是A部高压电机转子，3是转轴，4是B部低压电机转子，5是B部低压电机定子，6是定子机座。A、B转子绕组都为星形接法，相序反接，如图3所示。
本实用新型的工作原理如图3所示A部定子引线A、B、C接6,000或1,140V高压电源，B部定子引线a、b、c接三相整流桥，整流桥接入电脑控制的逆变装置。合上电源，电机起动。A部转子输出转差功率送到B部的转子，接线的原则是，反相序相对接如图2所示。产生转矩方向与A部产生转矩方向一致。控制B部定子的转差功率大小就能进行调速。该装置中设置有电机保护器。
权利要求1.一种电脑控制高压绕笼异步调速电机及机电一体化装置，包括由定子、转子、定子机座和转轴组成的绕线型异步电机，其中定子和转子分为A和B两部分，其特征在于所说的调速电机采用的高压绕笼型转子异步电机由定子、转子、定子机座和转轴组成，其中的定子和转子各分为A、B两部分，A部为高压电机，A、B部定子固定在定子机座上，A、B部转子固定在转轴上；A、B部定子绕组结成星形接法或三角形接法；A、B部转子绕组为星形接法，相序反接。
2.根据权利要求1所述的机电一体化装置，其特征在于所说的装置中的B部定子引线a、b、C接三相整流桥，整流桥接入电脑控制的逆变装置，逆变装置连接有电抗器L和可控硅电路。
专利摘要一种电脑控制高压绕笼异步调速电机及机电一体化装置，包括由定子、转子、定子机座和转轴组成的绕线型异步电机，其中定子和转子分为A和B两部分，其特点是调速电机采用的高压绕笼型转子异步电机由定子、转子、定子机座和转轴组成，其中的定子和转子各分为A、B两部分，A部为高压电机，A、B部定子固定在定子机座上，A、B部转子固定在转轴上；A、B部定子绕组结成星形接法或三角形接法；A、B部转子绕组为星形接法，相序反接。逆变装置连接有电抗器L和可控硅电路，能够将主机产生的滑差功率送给副机，使副机产生的转矩方向与主机转矩方向一致，并使其一部分帮助主机拖动负载，另一部分送回电网。本实用新型具有技术简单，成本低等优点。
文档编号H02P25/02GK2796228SQ200520091029
公开日2006年7月12日 申请日期2005年5月25日 优先权日2005年5月25日
发明者韩建康 申请人:韩建康