程控多功率三相異步電動機的製作方法
2023-09-17 00:14:00
專利名稱：程控多功率三相異步電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種電動機軸輸出額定功率可調的三相異步節能電動機。
在電力拖動工程中，一般均按最大的軸輸出功率來選配電機，另電機在設計、製造中均按一種固定的方式來組成三相定子繞組。在實際的電力拖動使用中，電機常處在周期或非周期的空、輕、中載的欠載荷情況下運行。因受固定的三相定子繞組的制約和軸上實際功率的變化影響，將出現無功功率Q值的下降較有功功率P值的下降緩慢和磁化電流的損耗大，從而造成了電機在空、輕、中載時功率因數低和電能浪費等實質性問題。
本發明的目的就是利用電機本身的三相定子繞組，採用六種分段接線方案，根據實際軸輸出的功率變化，用具有程控功能的執行機構來切換電機三相定子繞組的運行方式，建立最佳的每匝/伏的工作電壓降，從而降低磁化的無功損耗量，減少繞組電流的銅損和無功的輸入量，提高電機的自然功率因數與效率，達到節約電能的目的。
本發明的技術方案是將電機的三相定子繞組分成二極電機為六個極相組、四極電機為十二個極相組、六極電機為十八個極相組、八極電機為二十四個極相組、十極電機為三十個極相組。以四極電機為例在極相組1、3、5、7、9、11中根據需要分別各抽一個電聯接頭而形成的二十七個電聯接線，再按雙路獨立和單路的聯接迴路方式即雙路獨立的並聯支路的形成均應各佔180°水平平面角，單路並聯時應保證抽頭Y形部分的兩極相組處於180°水平平面角，以消除磁路不平衡問題。三相定子繞組均按120°電角度的相鄰極相組作為抽頭組，且每相的抽頭比為1∶2和1∶1兩組(種)，引到電機殼體的二十七個電絕緣柱體上，再由專門配套的程控執行機構電聯接到A、B、C三相動力電源上，使電機具有八種運行方式即電機的軸輸出功率為原額定值的100%、72%、55%、37%、25%、18%、14%和8%。
以下將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
圖1、2、3、4、5分別為本發明的二極、四極、六極、八極和十極電機的各極相組即1至6、1至12、1至18、1至24、1至30的磁場方向和二十七根電聯接抽頭位置及編號即D1、D2、D3、……、D27圖，二極電機每極相均由A、B兩獨立繞組組合而成。
圖6是本發明軸輸出功率為額定值的100%時電聯接圖。
圖7是本發明軸輸出功率為額定值的72%時電聯接圖。
圖8是本發明軸輸出功率為額定值的55%時電聯接圖。
圖9是本發明軸輸出功率為額定值的37%時電聯接圖。
圖10是本發明軸輸出功率為額定值的25%時電聯接圖。
圖11是本發明軸輸出功率為額定值的18%時電聯接圖。
圖12是本發明軸輸出功率為額定值的14%時電聯接圖。
圖13是本發明軸輸出功率為額定值的8%時電聯接圖。
參照圖1、2、3、4、5，電動機的三相定子繞組在採用雙路並聯時(多路並聯時應組成為雙路獨立並聯迴路)，D7與D25、D8與D27、D9與D26、D1與D13、D2與D14、D3與D15、D4與D16、D5與D17、D6與D18分別作電聯接，電機的軸輸出功率為原額定值的37%以上(包括37%)。採用單路並聯運行時，D7與D13、D8與D14、D9與D15、D25與D16、D27與D17、D26與D18分別作電聯接，電動機的軸輸出功率為原額定值的37%以下。
結合圖6、7、8、9的電聯接圖，將D1與D13、D2與D14、D3與D15、D7與D25、D8與D27、D9與D26、D4與D16、D5與D17、D6與D18分別電聯接，電機的三相定子繞組處於雙路並聯運行方式。圖6中D1和D13與D6和D18、D2和D14與D4和D16、D3和D15與D5和D17、D7與D25、D8與D27、D9與D26分別電聯接，電機工作於雙路三角形，軸輸出功率為原額定值的100%。圖7中，D6和D18與D10和D22、D4和D16與D11和D23、D5和D17與D12和D24、D7與D25、D8與D27、D9與D26分別電聯接，電機工作於雙路延邊三角形(抽頭比1∶2)，軸輸出功率為原額定值的72%。圖8中D6、D18與D7、D19、D25;D4、D16與D8、D27、D20，D5、D17與D9、D26、D21分別電聯接，電機工作於雙路延別三角形(抽頭比1∶1)，軸輸出功率為原額定值的55%。圖9中D6、D18與D4、D16、D5、D17，D7與D25，D8與D27，D9與D26分別作電聯接，電機工作於雙路星形，軸輸出功率為原額定值的37%。
結合圖10、11、12、13的電聯接圖，將D1、D2、D3分別接到A、B、C三相動力電源上，同時將D7與D13、D8與D14、D9與D15、D25與D16、D27與D17、D26與D18分別電聯接，電機處於單路運行方式。圖10中D1與D6、D2與D4、D3與D5分別電聯接，電機工作於單路三角形，軸輸出功率為原額定值的25%。圖11中D6與D13、D4與D14、D5與D15分別作電聯接，電機工作於單路延邊三角形(抽頭比為單路1∶3)，軸輸出功率為原額定值的18%。圖12中D6與D19、D4與D20、D5與D21分別作電聯接，電機工作於單路延邊三角形(抽頭比為單路1∶1)，軸輸出功率為原額定值的14%。圖13中D6與D4、D5作電聯接，電機工作於單路星形，軸輸出功率為原額定值的8%。另單路延邊三角形還可編組成三種運行方式，它們分別為D6與D10、D4與D11、D5與D12和D6與D22、D4與D23、D5與D24以及D6與D16、D4與D17、D5與D18等組合方式供用戶根據實際載荷的變化情況作細微調節之用。
本發明只需要電動機生產廠家在電機的外殼體上增設到二十七個電聯接絕緣柱體，將這二十七個電聯接絕緣柱體與電機的三相定子繞組採用雙路獨立並聯形式並按1∶2和1∶1抽頭後再分別按圖1或圖2或圖3或圖4或圖5中D1到D27的編號相聯接即可。
本發明具有完成工藝簡單，與現行的Y形系列電動機相比，最突出的特點是電機的額定軸輸出功率可調，達到了改變電動機額定的軸輸出功率的目的，從而解決了「大馬拉小(空)車」的問題，降低了無功功率的需要量和三相定子繞組的銅損量。電機在空、輕、中載時自然功率因數高、效率高、視在功率低，適用於各種載荷變化較大的(周期或非周期)的電力拖動場合。
權利要求
1.程控多功率節能電動機的三相定子繞組，是根據軸需要的輸出功率，按≥37%額定的軸輸出功率，採用兩路獨立的並聯支路和按≤37%額定的軸輸出功率，採用單路並聯支路聯接方式，且按程控要求在每相定子繞組中抽頭，從而形成二十七個電聯接，即D1到D27與金屬殼體上的二十七個絕緣柱體相聯接而成，其特徵在於a.兩路獨立的並聯支路的形成，均應各佔電機定子園周的180°，即0°～180°和180°～360°水平平面角；b.單路並聯支路的形成，應保證延邊三角形抽頭(Y形)部分的兩極相組處於電機定子園圈的180°水平平面角的對應角位置；c.三相定子繞組，均按120°電角度的相鄰極相組作為抽頭組，且每相的抽頭比為1∶2和1∶1兩組(種)；d.兩路獨立並聯支路，作雙路並聯時，且有雙路三角形，雙路延邊三角形(抽頭比為雙路繞組的1∶2和1∶1兩種)和雙路星形四種聯接方式；e.單路並聯支路，作單路並聯時，且有單路三角形，單路延邊三角形(抽頭比為單路繞組的1∶3和1∶1兩種)和單路星形四種聯接方式；
2.根據權利要求1所述電動機，其特徵在於每相鄰的抽頭極相組相隔120°電角度，即二極在1A、2B、3A、4B、5A、6B極相組中抽頭，四極在1、3、5、7、9、11極相組中抽頭，六極在1、3、5、10、12、14極相組中抽頭，八極在1、3、5、13、15、17極相組中抽頭，十極在1、3、5、16、18、22極相組中抽頭;
3.根據權利要求1所述電動機，其特徵在於每相定子繞組(以A相為例)，分成D1到D10段，D10到D7段，D25到D4段和D13到D22段，D22到D19段，D19到D16段等六段繞制而成;
4.根據權利要求1所述電動機，其特徵在於電機繞組D1到D10段與D10到D4段，D13到D22段與D22到D16段，D2到D11段與D11到D5段，D14到D23段與D23到D17段，D3到D12段與D12段到D6段，D15到D24段與D24到D18段的繞組抽頭比均為1∶2;
5.根據權利要求1所述電動機，其特徵在於電機繞組D1到D7段與D25到D4段，D13到D19段與D19到D16段，D2到D8段與D27到D5段，D14到D20段與D20到D17段，D3到D9段與D26到D6段，D15到D21段與D21到D18段的繞組抽頭比為1∶1;
6.根據權利要求3、4、5所述的電機繞組，其特徵在於每相六段繞組，均為獨立繞組，只與金屬殼體上的絕緣柱體作對應編號聯接。
全文摘要
本發明公開了一種軸輸出額定功率可調的三相異步節能電動機，它的每相定子繞組均由六組分段繞組組合而成，且均按程控運行需要，共計抽出二十七個電聯接線引到金屬殼體外，在執行器的切換下，可使電機的軸輸出功率為原額定值的100％、73％、55％、37％、25％、18％、14％、8％等八種新的電機額定軸輸出功率值，從而降低了空、輕、中載時無功功率的需要量和定子繞組的銅損量，提高電機的自然功率因數和效率，達到節約電能的目的。
文檔編號H02K3/28GK1067337SQ9210136
公開日1992年12月23日 申請日期1992年2月29日 優先權日1992年2月29日
發明者劉錫海, 劉錫山, 劉衛華, 劉為民, 劉鳳源, 劉鳳琴, 張傳森 申請人:劉錫海, 劉錫山, 劉衛華, 劉為民, 劉鳳源, 劉鳳琴, 張傳森