专利名称：一种高起动品质因数电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属电机技术类，具体涉及一种新型高起动品质因数电机及其起动方法。
背景技术：
衡量电动机使用性能优劣有三大指标。分别是高起动品质因数、高运行可靠性和 便于维护、优良的运行性能指标。
最常见的鼠笼转子异步电机，具有优良的运行性能指标、高运行可靠性并且制造成 本低，得到了广泛的使用。但是其起动性能特别差，起动品质因数很低，不能满足较重 起动负载的工况。
为了满足较重起动负载工况的要求，通常选择绕线转子异步电机。绕线转子异步电 机具有较高的起动品质因数和优良的运行性能指标，但是由于滑环电刷和转子绕组的存 在使运行可靠性变得较差故障率高，维护工作量大。
实心转子异步电动机具有非常高的起动品质因数和高可靠性，但其效率、功率因数 等运行性能却特别不好，仅限使用于某些特殊工况。
综上所述，所述三种常用电机的任何一种电机都不能同时满足上述三大指标，最多 只能够满足其中的两个。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有高起动品质因数、高可靠性、优良 运行性能的高起动品质因数电机产品。
本实用新型高起动品质因数电机，其特征在于包括实心转子电机和鼠笼转子电机， 实心转子电机采用双端出轴的双轴伸结构，其中一个轴伸通过联轴器与鼠笼转子电机输 出轴伸同轴线连接。
所述鼠笼转子电机串联有电抗器(或其他降压设备)，以满足降压起动方式。实心转
子电机和鼠笼转子电机上连接起动运行控制电路， 一种简单的方式为实心转子电机M2 的三相交流电源线上串联有交流接触器KM2，鼠笼转子电机M1的三相电源线上串联有电 抗器XL和交流接触器KMl， KMl和XL串联后与KM2并联经熔断器FU外接电网，电抗器XL上并联有交流接触器KM3。
本实用新型由实心转子电机和鼠笼转子电机组成，采用双电机接力起动或双电机起 动、单电机运行的方法来实现高起动品质因数、高可靠性和优良运行性能。
本实用新型的起动运行方法可由两种形式
一是，双电机接力起动、单电机运行首先实心转子电机单机满压启动，实心转子 电机稳定运行后，鼠笼转子电机开始降压起动并将鼠笼转子电机加速至额定转速，起动 过程结束，然后依次切除鼠笼转子电机上的降压设备和实心转子电机的运转使鼠笼转子 电机满电压单独带载运行。
二是，双电机同时起动、单电机运行鼠笼转子电机和实心转子电机双机同时满电 压起动，电机加速至额定转速运行，起动过程结束，然后将实心转子电机从电网中切除， 切换为鼠笼转子电机单电机运行。该方式比较适合起动负载重的设备。
本实用新型的优点
本实用新型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 妙的组合起来，使用双电机接力起动或双电机同时起动、单电机运行技术，在起动和运 行这两个环节上发挥各自优点，摒弃缺点，无滑环电刷、转子无绕组，便于维护且运行 可靠，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，完全可以满足各种带载起动的工况。
图1为本实用新型的结构示意图2为本实用新型电机的外接电网示意图中l实心转子电机2联轴器3鼠笼转子电机
FU熔断器KM1交流接触器KM2交流接触器KM3交流接触器XL电抗器Ml鼠 笼转子电机M2实心转子电机具体实施方式
以本实用新型在280千瓦8极6000伏高压三相异步电机上的应用为例说明其结构方 式及其起动运行方法，但本实用新型并不限制于该电机。
图1中公知结构的实心转子电机1与鼠笼转子电机3通过联轴器2同轴线连接共同 构成一个同轴运行的电机。实心转子异步电机，采用双端出轴的双轴伸结构， 一个轴伸 通过联轴器2与鼠笼转子电机3输出轴伸连接，另一个轴伸向负载输出和传递转矩，实 心转子电机l(起动电机)只在起动过程中工作。
实心转子电机1，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，本例指标为起动转矩倍数2.1倍，起动电流倍数3.5倍。
图1中鼠笼转子电机是一台标准设计的普通鼠笼转子异步电动机，具有最优的运行 性能指标，本例满压运行指标为各项指标满足国家及行业标准,其中起动转矩倍数l.l 倍，起动电流倍数4.3倍，起动品质因数仅为0.26。起动过程中采用串联电抗器将电机 电压降低到60%额定电压进行降压起动。
图2为外接电网示意图，实心转子电机M2的三相交流电源线上串联有交流接触器 KM2，鼠笼转子电机M1的三相电源线上串联有电抗器XL (降压设备)和交流接触器KM1， KM1和XL串联后与KM2并联经熔断器FU外接电网，电抗器XL上并联有交流接触器KM3。
起动运行方法l:双电机接力起动、单电机运行
实心转子电机单机起动起动时，交流接触器KM2动作将实心转子电机M2接入电网， 起动电流倍数3.5倍，起动转矩倍数2.1倍，起动品质因数达到0.6。如果接近额定转 速的负载为额定转矩的恒转矩负载，电机将在85%额定转速稳定运行，运行电流为1.4 倍额定电流。
鼠笼转子电机接力起动实心转子电机M2稳定运行后，交流接触器KM1动作将串联 电抗器XL和鼠笼转子电机M1接入电网，电机加速至接近额定转速运行，起动过程结束。 由于是在85%额定转速下以60%额定电压进行降压起动，鼠笼转子电机起动电流倍数仅为 1.6倍，再加上实心转子电机该转速的运行电流倍数1.4倍，此时电网电流倍数为3.0 倍，仍小于初始起动电流倍数。
切换为单机运行起动过程结束后，交流接触器KM3动作，切除串联电抗器XL，电 机将加速至额定转速运行，实现满电压下的双机联合运行，此时对于实心转子电机M2 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再次动作将实心 转子电机M2从电网中切除，鼠笼电机M1满电压单独带载运行，得到最优的运行性能。 起动运行方法2:双电机同时起动、单电机运行
为了得到更大的起动转矩，采用鼠笼转子电机和实心转子电机双机同时满电压起动， 电网起动电流倍数为7.8倍，起动转矩倍数为3.2倍，起动品质因数为0.41。电机加速 至额定转速运行，起动过程结束。此时将实心转子电机从电网中切除，切换为鼠笼转子 电机单电机运行，得到最优的运行性能。
起动运行方法1具有最优的起动品质因数和优良的运行指标，虽然在接力起动时有二 次冲击电流，但对电网的冲击电流小于初始起动电流，鼠笼电机自身的起动电流更小， 电机绕组起动发热和承受冲击更小，电机更可靠。起动运行方法2同样具有优良的运行 指标，并且无二次冲击电流，突出特点是起动转矩最大，但起动电流很大起动品质因数 变差，相应的可靠性也变差，只适用于对起动转矩要求特别高的个别工况。更重要的是 只要改变起动和切换的时机，可以在一台套设备上方便的使用任何一种起动方法，这一 点尤其适用于诸如湿式球磨机之类静负载变化特别大的设备，用起动运行方法1无法起 动时，可采用起动运行方法2起动更重的负载。
权利要求1、一种高起动品质因数电机，其特征在于包括实心转子电机和鼠笼转子电机，实心转子电机采用双端出轴的双轴伸结构，其中一个轴伸通过联轴器与鼠笼转子电机输出轴伸同轴线连接。
2、 根据权利要求l所述的高起动品质因数电机，其特征在于所述鼠笼转子电机串联 有降压设备。
3、 根据权利要求1所述的高起动品质因数电机，其特征在于实心转子电机M2的三 相交流电源线上串联有交流接触器KM2，鼠笼转子电机M1的三相电源线上串联有电抗器 XL和交流接触器KM1， KM1和XL串联后与KM2并联经熔断器FU外接电网，电抗器XL上 并联有交流接触器KM3。
专利摘要一种高起动品质因数电机，包括实心转子电机和鼠笼转子电机，实心转子电机采用双端出轴的双轴伸结构，其中一个轴伸通过联轴器与鼠笼转子电机输出轴伸同轴线连接。本实用新型采用双电机接力起动或双电机同时起动、单电机运行的方法来实现高起动品质因数、高可靠性和优良运行性能。本实用新型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起来，在起动和运行这两个环节上发挥各自优点，摒弃缺点，无滑环电刷、转子无绕组，便于维护且运行可靠，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，完全可以满足各种带载起动的工况。
文档编号H02P1/16GK201185400SQ20082001799
公开日2009年1月21日 申请日期2008年3月1日 优先权日2008年3月1日
发明者高明真 申请人:高明真