专利名称：实心转子起动鼠笼转子运行的双定子双转子电机及起动运行方法
技术领域：
本发明属电机技术领域，具体涉及一种新结构双定子双转子电动机及其起动运行 方法。
技术背景目前世界上用量最大、使用最为广泛的电动机是鼠笼转子异步电机，它具有制造 成本低、可靠性高、运行性能好的突出优点。但是它的起动性能特别不理想，起动品 质因数很低，难以满足带负载起动的需要，它通常采用提高电机容量的方法达到带负 载起动的目的，这造成了严重的"大马拉小车"现象，既增加了电机制造成本又使电 机长期处于低负荷运，浪费大量电能，运行性能变得很差。为了解决"大马拉小车" 的问题， 一种双机起动单机运行的双定子双转子电机在某些场合得到了应用。双定子双转子电机作为公知技术的最早应用是用作变极多速电机，它是将两个不同 极数的定子置于同一个机座内，两个对应极数的鼠笼转子同轴安装，通过两个定子分 别接入电网运行达到变极调速的目的。后来出现的双机起动单机运行的双定子双转子 电机只是将上述电机的两个定子由不同极数改为两个同极数、不同或相同功率的定子， 起动时由两个同轴电机同时提供起动转矩，满足带载起动的要求，起动完成后从电网 中切除一个定子实现单机运行，从而使这一单机运行于合理的负荷率下，大大提高了 运行性能。但是由于起动方式未变，仍然是鼠笼转子异步起动，起动品质因数丝毫未 得到改善，仍存在起动电流大、起动功率因数非常低的致命弱点，限制了应用。另一种公知电机产品是实心转子异步电动机，它具有非常高的起动品质因数，可 靠性也较高。但其效率、功率因数等运行性能却特别不理想，极大的限制了其应用， 仅使用于一些需要频繁起停和正反转的特殊场合。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种实心转子起动鼠笼转子运行的同轴积木式 双定子双转子电机及其起动运行方法，既具有高起动品质因数，又具有高可靠性和优
良的运行性能。本发明实心转子起动鼠笼转子运行的同轴积木式双定子双转子电机，包括定子、 转子、端盖、传动轴、轴承系统，其特征在于所述转子有两个，分别为鼠笼转子和实 心转子，两个转子同轴安装在同一条传动轴上，所述定子有两个，分别为主定子和可 拆换定子，主定子与鼠笼转子对应构成独立运行的鼠笼转子异步电动机，可拆换定子 与实心转子对应构成独立运行的实心转子异步电动机，传动轴上安装有风扇。主定子和可拆换定子极数相同，并且通过机壳止口固定连接成具有同一轴线的双 定子整体。这种积木式的定子结构可以通过更换模块化的不同电参数的可拆换定子得 到不同的起动参数，满足不同的起动要求。本发明的这种新颖的双定子双转子电动机结构方式实现了不断电切换起动和运行 方式。具体的不断电切换起动运行方法为起动时首先将可拆换定子接入电网，以实 心转子异步电机方式起动，起动完毕后将主定子接入电网实现鼠笼转子和实心转子电 机双电机联合运行，待运行平稳后将可拆换定子从电网中切除，从而实现从实心转子 单电机起动到鼠笼转子单电机运行的不断电平稳切换。本发明将实心转子和鼠笼转子电动机这两种具有不同起动和运行特性的电机巧妙 的组合成为同轴双定子双转子电机，在起动和运行这两个环节上分别发挥其优点塀弃 其缺点，并提出和使用不断电切换技术，真正解决了长期困扰电机行业的"起动""运 行""可靠性"三者不可兼得的难题，实施方式简单，易于推广，完全可以取代其他用 于带载起动的各类型电机，也适用于要求有较小起动电流的轻载或空载起动的使用场合o
图1为本发明的电机结构示意图；图2为本发明电机的外接电网示意图。图中l主定子2鼠笼转子3风扇4传动轴5可拆换定子6实心转子 7 端盖 8轴承系统9固定机壳IO可拆换机壳Fli熔断器KM1交流接触器KM2交流接触器Ml主定子M2可拆换定子
具体实施例方式
以本发明在防护等级为IP23径向通风方式电机上的应用为例说明其结构方式及其 起动运行方法，很显然本发明并不限制于该类电机。如图l,主定子1与可拆换定子5极数相同，通过公知的机壳止口配合紧固为具 有同一轴线的双定子，鼠笼转子2和实心转子6以及风扇3安装于传动轴4上共同构 成一个同轴运行的双转子，主定子1与鼠笼转子2对应，可拆换定子5与实心转子6 对应，它们与安装于其两端的端盖7及轴承系统8装配成为一台实心转子起动鼠笼转 子运行的同轴积木式双定子双转子电机。主定子1按照公知的结构方式包括固定机壳9和与固定机壳止口连接的一个有绕 组定子铁芯，该有绕组定子铁芯与鼠笼转子2对齐构成可独立运行的鼠笼转子异步电 动机，由于其不参与起动运行，设计时可只考虑运行性能，使其具有最优的运行性能 指标。可拆换定子5按照公知的结构方式包括可拆换机壳10和与可拆换机壳止口连接 的一个有绕组定子铁芯，该有绕组定子铁芯与实心转子6对齐构成可独立运行的实心 转子异步电动机，由于其只在起动过程中起作用，设计时可只考虑起动性能，使其具 有最适合的起动性能指标，同时由于它可以很方便的拆卸，可以通过更换不同参数的 定子满足不同的起动要求。通过更换模块化的不同电参数的可拆换定子得到不同的起 动参数，满足不同的起动要求。按照公知的结构方式，位于两端的端盖7和固定机壳9上带有通风孔，实心转子 带有通风道，电机运行时，在铸铝实心转子2的风叶和风扇3的作用下，冷却风通过 上述零部件形成的风路对电机进行冷却。图2是电机起动和运行的外接电网示意图。从起动到运行遵循以下几个步骤1、 单机起动起动时，交流接触器KM2动作将可拆换定子M2接入电网，此时， 电机以实心转子电动机起动和运行，可以在较小的起动电流和较高的起动转矩下完成 起动。2、 不断电实现双机联合运行单机起动完成后，由于实心转子电动机滑差比鼠笼 转子大，此时与实心转子同轴运行的鼠笼转子的转速只是接近其额定转速。这时候交 流接触器KM1动作将主定子M1接入电网,转子将加速至鼠笼转子电机额定转速运行， 实现双机联合运行。3、不断电切换为单机运行双机联合运行时，对于实心转子电机来说，转子滑差 较小，所负担的负载很小，接近运行于空载状态，但却要从电网中吸取无功功率，使运行性能变差。所以待双机运行平稳后，交流接触器KM2动作将可拆换定子M2从电 网中切除，实现不断电平稳切换为鼠笼转子单电机运行，得到最优的运行性能。
权利要求
1、一种实心转子起动鼠笼转子运行的双定子双转子电机，包括定子、转子、端盖、传动轴、轴承系统，其特征在于所述转子有两个，分别为鼠笼转子和实心转子，两个转子同轴安装在同一条传动轴上，所述定子有两个，分别为主定子和可拆换定子，主定子与鼠笼转子对应构成独立运行的鼠笼转子异步电动机，可拆换定子与实心转子对应构成独立运行的实心转子异步电动机，传动轴上安装有风扇。
2、 根据权利要求l所述的双定子双转子电机，其特征在于所述主定子和可拆换定 子极数相同，并且通过机壳止口固定连接成具有同一轴线的双定于整体。
3、 权利要求l所述的双定子双转子电机的起动运行方法，其特征在于起动时首先 将可拆换定子接入电网，以实心转子异步电机方式起动，起动完毕后将主定子接入电 网实现鼠笼转子和实心转子双电机联合运行，待运行平稳后将可拆换定子从电网中切 除，保持鼠笼转子单电机运行。
全文摘要
实心转子起动鼠笼转子运行的双定子双转子电机，包括定子、转子、端盖、传动轴、轴承系统，其主要技术特点是转子有两个，分别为鼠笼转子和实心转子，两个转子同轴安装在同一条传动轴上，定子有两个，分别为主定子和可拆换定子，主定子与鼠笼转子对应构成独立运行的鼠笼转子异步电动机，可拆换定子与实心转子对应构成独立运行的实心转子异步电动机，传动轴上安装风扇。本发明将实心转子和鼠笼转子电动机这两种具有不同起动和运行特性的电机巧妙的组合成为同轴双定子双转子电机，分别发挥其优点，并提出和使用不断电切换技术，真正解决了长期困扰电机行业的“起动”“运行”“可靠性”三者不可兼得的难题，实施方式简单，易于推广。
文档编号H02K16/00GK101165998SQ20061006936
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月16日 优先权日2006年10月16日
发明者高明真 申请人:高明真