专利名称：电磁控制三相交流无级调速电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能作为起重机械主提升、回转、行走电机使用的交流无级调速电动机，尤其适用于升、降行程较长、调速范围要求较宽的塔式、门式起重机械。
目前，公知的起重机械主提升、回转、行走电机采用的是YZR绕线转子异步电动机，其变速原理是通过改变绕线转子异步电动机转子回路中电阻值的大小来实现电机转速变化的，其变速系统由YZR电机、电阻箱、电阻控制屏构成。采用此原理变速的绕线转子异步电动机，当其转子回路中串联电阻值较大时，电机的机械特性将变得很软，从而严重影响电机的起动、变速性能，因而YZR绕线转子异步电动机通过串电阻调速其转速变化范围一般较小，通常调速比小于2；其次实际工业产品中，电阻的改变只能实现有级切换，因而YZR绕线转子异步电动机通过串电阻调速，其转速只能有级变化，不能实现平滑无级调节。由于YZR绕线转子异步电动机串电阻调速原理所限而存在的以上两点缺陷，使得该电机应用于起重机械设备上时，对起重机械的性能造成了许多不利影响，主要表现为1、起重机械起升、回转、行走系统不能实现无级变速，因而使用过程中稳定性差，对安全不利。
2、起重机械起升系统变速范围小，因而低速就位精度差，空钩回位速度低，使用过程中施工效率难以提高。
3、起重机械起升、回转、行走系统变速需频繁起制动电机，冲击电流大，系统易出故障，电机寿命短。
本实用新型的目的是针对YZR绕线转子异步电动机变速系统现有技术之不足提供一种电磁控制交流无级调速电动机，应用于起重机械上，能有效的改善其性能，使其起升、回转、行走变速系统运动平稳、就位准确、效率提高、设备使用寿命长。
本实用新型的目的是这样实现的在机壳内部，靠近轴伸端一侧是一台定子、转子均可旋转的笼型异步电动机，靠近非轴伸端一侧是一台电磁调速器，非轴伸端轴向端部是一台强迫风冷用轴流风机。异步电动机旋转定子由滑环馈电并与输出轴成一体，异步电动机旋转转子与电磁调速器电枢成一体，电磁调速器磁极及励磁绕组固定在机壳后端板或风罩上，旋转定子、旋转转子通过端板和轴承支撑，强迫风冷用轴流风机固定在非轴伸端端部风罩上。笼型异步电动机与电磁调速器、轴流风机之间没有电联系，分别通过设于机壳顶部的两个接线盒内的接线端子馈电。电机采用轴向强迫风冷的风路结构型式，冷风从机壳前端两侧吸入，依次冷却笼型异步电动机、电磁调速器，然后由轴流风机从电机非轴伸端轴向排出，机壳内的支撑端板均设有通风孔。
本实用新型无级调速电动机调速原理为采用上述结构，利用电磁调速器控制异步电动机旋转转子，通过调整电磁调速器励磁电流，在旋转转子的轴上产生一个可调的制动力矩，此制动力矩与笼型异步电动机电磁力矩相互比较，当制动力矩大于异步电动机电磁力矩时，旋转转子将减速；当制动力矩小于笼型异步电动机电磁力矩时，旋转转子将加速。在笼型异步电动机定子电压不变的情况下，其额定转差率是恒定的，即旋转定子与旋转转子之间的相对转速应是恒定的，所以，如上所述当旋转转子的转速发生变化时，旋转定子的转速(即输出转度)必将跟着改变。只要无级调节电磁调速器励磁电流的大小，制动力矩和旋转转子的转速即可无级改变，则旋转定子的转速(即输出转速)也将随之无级改变。当励磁电流大到一定值、电磁制动力矩足以克服异步电动机电磁力矩时，旋转转子的转速即可为零，此时旋转定子转速(即输出转速)将达到最大值，即异步电动机额定转速；当励磁电流小到一定值、电磁制动力矩不足以克服异步电动机电磁力矩时，旋转转子的转速即可达到最大值，即异步电动机额定转速，此时旋转定子转速将为零，从而实现了本电机输出转速从零至额定转速的无级调节。
由于电磁调速器电磁制动力矩的大小与励磁电流和电枢转速(即旋转转子转速)的大小成正比，因此，当旋转转子转速较高、励磁电流较大时，电磁制动力矩将较大，而此时旋转定子的转速(即输出转速)却较低，从而实现了本电机输出转速越低输出转矩越大的特性。
由于采用了上述分案，使得本实用新型电机输出转速能从0至额定转速之间无级调节，且具有转速越低，转矩增大的特性，轴向强迫风冷的风路结构，能有效的解决电机发热问题，提高工作制，使其能正常工作，且电机外形美观、实用。
本实用新型电机应用于起重机械设备上，相对于现有YZR绕线转子异步电动机变速系统，具有明显的优势1、能使机升机械运行平稳，利于生产安全。
2、能使起升机械就位准确、快速回位，利于提高生产效率。
3、能提高起升机械变速系统使用寿命。
4、能使起升机械变速系统简化、成本降低。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本电磁控制三相交流无级调速电动机第一个实施例的纵剖面构造图。
图3是本电磁控制三相交流无级调速电动机第二个实施例的纵剖面构造图。
图中1.前端板2.旋转定子机壳3.接线盒4.接线盒5.后端板6.风罩7.出风口钢网8.输出轴9.滑环及电刷10.进风口百页窗11.机壳12.旋转转子13.旋转定子14.旋转定子端板15.轴16.电磁调速器电枢17.轴流风机18.电磁调速器磁极及励磁绕组19.负载在图1中，虚线内部为电机本体，旋转定子(13)做输出拖动负载(19)，旋转转子(12)与电磁调速器电枢(16)成一体，冷却风机(17)设置于非轴伸端端部，电磁调速器通过整流控制板加励磁电流，一般励磁功率为电机容量的5％左右。
在图2中，旋转定子(13)通过旋转定子机壳(2)与输出轴(8)成一体，并由滑环(9)馈电，其馈电接线端子设于接线盒(3)内；旋转转子(12)与电磁调速器电枢(16)通过轴(15)连成一体，电磁调速器电枢(16)在磁极(18)的内侧，电磁调速器磁极(18)固定于风罩(6)上，其励磁绕组馈电接线端子设于接线盒(4)内；轴流风机(17)设于电机非轴伸端端部，馈电接线端子设于出线盒(3)内。机壳(11)、旋转定子端板(14)、后端板(5)上均设有通风孔，冷风从进风口(10)被吸入，先冷却旋转定子(13)及旋转转子(12)，然后冷却电磁调速器磁极(18)及电枢(16)，最后由轴流风机(17)从出风口(7)排出。
在图3中，电磁调速器电枢(16)在磁极(18)的外侧，磁极(18)固定于机壳后端板(5)上。其它结构同图2所述。
本电机带载起动方法如下先给旋转定子(13)Y接通电，以降低起动电流，同时起动冷却风机(17)，待旋转转子(12)达到高速稳定后(大约0.5秒)，将旋转定子(13)改为△接通电；随后给电磁调速器磁极绕组(18)通电，调节动磁电流，即可改变电机转速，完成起动、变速过程。
停机时，先将旋转定子(13)断电，延时励磁电流大约0.5秒，则电磁调速器电枢(16)将被吸住停止旋转，然后再将电磁调速器磁极绕组(18)和冷却风机(17)断电，完成停机过程。
权利要求1.一种电磁控制三相交流无级调速电动机，在机壳内部，靠近轴伸端一侧是一台定、转子均可旋转的笼型异步电动机；靠近非轴伸端一侧是台电磁调速器，非轴伸端轴向端部是一台强迫风冷用轴流风机，其特征是旋转定子由滑环馈电并与输出轴成一体，旋转转子与电磁调速器电枢成一体，电磁调速器磁极及励磁绕组固定于机座或风罩上，机壳内所有旋转部件均靠端板和轴承支撑，风路结构设计为轴向强迫风冷的型式。
2.根据权利要求1所述的电磁控制三相交流无级调速电动机，其特征是在电机机壳顶部轴向依次设置两个接线盒，靠近轴伸端一侧的接线盒中设有笼型异步电动机旋转定子绕组的馈电接线端子和强迫风冷用风机电机的馈电接线端子；另一接线盒中设有电磁调速器磁极励磁绕组的馈电接线端子和输出转速信号接线端子。
3.根据权利要求1所述的电磁控制三相交流无级调速电动机，其特征是电磁调速器做成内电枢结构型式时，磁极及励磁绕组固定于风罩内壁上。
4.根据权利要求1所述的电磁控制三相交流无级调速电动机，其特征是电磁调速器做成外电枢结构型式时，磁极及励磁绕组固定于机壳后端板上。
专利摘要一种能无级调速且具有低速大转矩特性的电磁控制三相交流无级调速电动机，利用电磁调速器控制定子、转子均可旋转的笼型异步电动机的原理，从而实现电机输出转速从0至额定转速之间平滑无级调节。其结构特征是旋转定子由滑环馈电并与输出轴成一体，旋转转子与电磁调速器电枢成一体，电机采用强迫风冷的风路结构形式，冷却风机设置于非轴伸端轴向端部。
文档编号H02K17/30GK2122447SQ92209229
公开日1992年11月18日 申请日期1992年5月13日 优先权日1992年5月13日
发明者张健伟, 董华, 董力 申请人:张健伟