专利名称：鼠笼式交流调速电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输出转速能够无级调节的鼠笼式交流调速电机。
目前，鼠笼式电机调速方式主要有①变极调速；②变频调速；③电磁调速。此外，还有将鼠笼式电机的定子一分为二，用丝杆螺母加杠杆驱动其中一个定子转动以改变两旋转磁场空间相位差的移相调速方案和在两定子间加配移相器或改变接法的移相调速方案。上述方案各有不足。变极调速效率虽高但为有级调速，得不到平滑的调速性能。变频调速需价格昂贵的变频器，除维修不便、影响系统的可靠性外，适用于大功率(如110千瓦以上)或中高压(如6千伏)鼠笼式电机的变频器将不易实现或无法实现。电磁调速结构复杂，效率较低。移相调速可实现转速的无级调节，在零至额定转速范围内调速时，移相最大可能的机械角为180°，但用丝杠螺母加杠杆驱动单个定子的移相方式显然无法实现这样大的转角，调速范围受到移相方式的限制。在两定子间变绕组接法的移相方案是有级调速，加配移相器使得电机结构变得更为复杂，成本增加，可靠性降低。大范围内调速时效率降低，特别是在低速时效率低是移相调速的不足。
本发明的目的是提供一种转速能无级调节，调速范围宽，可靠性高，性能价格比高，结构简单，控制方便，在低速和在大范围内调速时都具有高效率的鼠笼式交流调速电机。
本发明的目的是将变极和移相调速原理相结合来实现的。移相调速原理是当两独立磁路的定子绕组的旋转磁场旋向一致，转速相等且在同一轴线上并排布置时，位于这两个旋转磁场中的转子回路内合成感应电势产生的感应电流的大小和相位取决于两旋转磁场的空间相位差，根据转子电流、转差率、转矩之间的关系可知，改变两旋转磁场的空间相位差(即改变两定子在同一轴线上的空间相对转角)即可对电机的输出转速进行连续调节。变极和移相调速原理结合，将电机的输出转速按不同极对数对应的同步转速划分为若干转速区间，在每一同步转速对应的转速区间内进行移相调速。这种变极后再移相的调速方式，其效率将高于固定极对数的大转速范围内的移相调速方式，特别是在低转速时也能具有高效率。
本发明采用不同以往的移相方式和结构。把原鼠笼式电机的一个定子设计成功率相等，结构完全相同的两个定子，其绕组按变极对数调速原理设计成P对极，加长转子。通过固定在箱式机座上的传动机构与两定子机械联接，驱动两定子作旋向相反的转动，以改变两旋转磁场的空间相位差。
上述传动机构包括移相齿轮和传动齿轮组，移相齿轮与传动齿轮组啮合联接，传动齿轮组与定子外径上安装的一个完整直齿轮的四分之一齿圈啮合联接。移相齿轮为锥齿轮，传动齿轮组为同轴安装的锥齿轮和直齿轮。
由于采用了上述传动机构，作用在两定子上的相同反力矩，通过传动齿轮组传递到移相齿轮，在移相齿轮轴上的合成力矩为零。与驱动单个定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驱动定子所需力矩和功率极小，仅需克服摩擦力矩即可驱动定于，定子在摩擦力矩的作用下可以稳定停留在所需的任意位置。本发明在不移相时，是一台变极调速电机，在不变极对数时，是一台移相调速电机，当变极对数和移相调速相结合时，具有调速范围宽，在整个调速范围内效率高，可靠性高，快速性好，性能价格比高，控制功率极小，容易实现大功率和中高压电机无极调速的优点，且可提供三种调速方式供选择。
图1为本发明的纵剖面结构示意图；图2为移相调速原理转子折算后的单相等效电路图。
下面结合附图对本发明作进一步详述。
电机的定子4设计成两个功率相等，结构完全相同的定子，其绕组按变极对数调速原理设计成P对极，转子3的铁芯长度与两定子4铁芯的最大端面距相等；定子4的外径上装有一个完整直齿轮的四分之g齿圈，采用箱式机座5以利电机的散热，两定子4在机座5内轴向被限位，但可转动，在箱式机座5上固定有移相齿轮7和传动齿轮组6，移相齿轮7和传动齿轮组6啮合联接，传动齿轮组6与定子4外径上的四分之一齿圈啮合联接，可驱动定子4同时作旋向相反的转动，以改变两旋转磁场的空间相位差。两组传动齿轮结构参数相同，每个定子转动角度相同，单个定子只须旋转180°/2P，即可使任一极对数定子绕组旋转磁场的相位差达到180°。移相齿轮7为锥齿轮，传动齿轮组6为同轴安装的锥齿轮和直齿轮，移相齿轮7的驱动方式可以是手动，也可以是自动。由于移相齿轮7和传动齿轮组6的啮合关系，使得作用在两定子上的相同反力矩传递到移相齿轮7后，在移相齿轮7齿轮轴上的合力矩为零，与驱动单个定子的移相方式相比，移相速度快一倍，驱动定子所需力矩和功率极小，并可使定子稳定地停留在所需的任意位置。三相电源可直接接入定子绕组。图1中1为风罩，2为风扇，8为定位环，9为左右端盖，10为左右轴承盖，11为轴承。
图2是移相调速原理转子折算后的单相等效电路，图中r1、x1σ为定子绕组每相铜损电阻及漏电抗；rm、xm为定子绕组每相铁损电阻及激磁电抗；r2′/s、x′2σ为转子绕组折算后的等效电阻和漏电抗，S为转差率；
为两定子绕组的相电压；移相时有相位差；
为转子绕组上的感应电势，移相时有相位差。
权利要求
1.一种鼠笼式交流调速电机，包括两个定子(4)和一个转子(3)，箱式机座(5)，其特征是两定子(4)采用变极对数设计，结构相同，通过固定在箱式机座(5)上的传动机构与定子(4)机械联接，驱动定子(4)作旋向相反的转动。
2.如权利要求1所述的鼠笼式交流调速电机，其特征是所说的传动机构包括移相齿轮(7)和传动齿轮组(6)，移相齿轮(7)与传动齿轮组(6)啮合联接，传动齿轮组(6)与定子外径上安装的四分之一齿圈啮合联接。
3.如权利要求2所述的鼠笼式交流调速电机，其特征是所说的移相齿轮(7)为锥齿轮，传动齿轮组(6)为同轴安装锥齿轮和直齿轮。
全文摘要
本发明是一种输出转速能无级调节的鼠笼式交流调速电机。包括两个定子和一个转子。两定子绕组按变极对数设计,结构相同,通过固定在箱式机座上的传动机构与定子机械联接,驱动两定子作旋向相反的转动,以改变两旋转磁场的相位差。本发明由于将变极对数和移相调速原理相结合,故具有调速范围宽,调速范围内效率高,可靠性高,性能价格比高,容易实现大功率和中高压电机无级调速的优点,且可提供三种调速方式。
文档编号H02K16/00GK1169614SQ9611010
公开日1998年1月7日 申请日期1996年6月29日 优先权日1996年6月29日
发明者卢咏林 申请人:卢咏林