自變功率電動機的製作方法

2023-09-23 04:18:55

專利名稱：自變功率電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及三相異步電動機，是一種自變功率電動機。
背景技術：
在油田生產過程中，由於遊梁式抽油機的啟動慣量較大，只有裝備容量較大的電動機才能正常啟動；而在正常採油時所需電動機的容量又較小且變化較大。由於電動機為感性負載，當負載率很低時，其工作效率和功率因數也很低，導致整個配電網和電動機處於低效率運行狀態，而且，當負載功率因數過低時，會使配電網網損增大，嚴重影響了供電電壓質量。
在國內外油田的遊梁式抽油機上，目前使用的變功率電動機主要有三種一是星-三角轉換。採用三角形接法啟動、星形接法運行，由於星形接法時的電動機額定功率只有原額定功率的三分之一，加之抽油機的負荷變化較為劇烈，使得電動機星形接法運行時過載現象十分嚴重，燒毀電動機的情況常有發生，嚴重影響了油田的安全生產。二是雙功率電動機。利用控制箱內的接觸器改變電動機定子兩副繞組兩副的接法，從而實現根據抽油機的負荷大小來確定電動機的運行功率；該方法所需要的控制元件較多、且只有兩種功率選擇，沒有從根本上解決電動機「大馬拉小車」的現象。三是節能軟啟動櫃。應用電子電路實時檢測電動機的負載情況，並依此為依據控制可控矽的輸出電壓，利用電動機的額定功率與端電壓的平方成正比的原理實現變功率的目的。該方式需要複雜的電子電路和繁多的電子元件，且對使用環境的要求較高；不僅價格昂貴，而且在使用過程中還會產生大量諧波造成新的電子汙染。

發明內容
本發明提供了一種自變功率電動機，克服了上述存在的問題，其功率能隨負荷的大小變化而實現無級自動變化。
本發明的技術方案是通過以下措施來實現的一種自變功率電動機，其包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，而每相的異步電動機定子繞組包括一次定子繞組和二次定子繞組，並且一次定子繞組與二次定子繞組相互串聯但其相位差為30°至120°，每相的一次定子繞組和二次定子繞組的串接點之間分別接有三個移相電容。
上述一次定子繞組與二次定子繞組可通過繞組錯槽使其相位差為30°至120°。
上述一次定子繞組的匝數與二次定子繞組的匝數之間的關係可為n1:n2=p1:p2,]]>其中，n1為一次定子繞組的匝數，n2為二次定子繞組的匝數，p1為一次定子繞組的功率容量，p2為二次定子繞組的功率容量。
上述移相電容與定子繞組之間可串接有開關。
上述開關可採用空氣開關。
在上述移相電容器上可接有節電保護器。
本發明易製造、成本低，隨著負荷的大小變化，其功率也隨著進行無級自動變化，從而實現該自變功率電動機額定功率容量的自動變化而適用負荷的變化需要，並且把補償點引入了電動機的內部，從而降低其漏抗及運行電流和啟動電流、提高電動機運行時的功率因數及過載能力，但不改變電動機的運轉特性，特別適用於對現有三相異步電動機的改造。
四

附圖1為本發明最佳實施例的電路示意圖，附圖2為本發明最佳實施例的接線端子結構示意圖，附圖3為本發明最佳實施例的接線圖，附圖中的編碼分別為A、B、C為三相電源；WA1、WB1、WC1為三相繞組中的一次定子繞組，WA2、WB2、WC2為三相繞組中的二次定子繞組；C、C1、C2和C3為移相電容；U1、V1、W1和U2、V2、W2為三相異步電動機的接線端子，其中，U1、V1和W1為三相電電源接端子，U2、V2和W2分別為每相的一次定子繞組和二次定子繞組的串接點，K為開關，XBL為節電保護器，D為接地。
五具體實施例方式本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述如附圖1至3所示，該自變功率電動機包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，而每相的異步電動機定子繞組包括一次定子繞組WA1、WB1、WC1和二次定子繞組WA2、WB2、WC3，並且一次定子繞組WA1與二次定子繞組WA2、一次定子繞組WB1與二次定子繞組WB2、一次定子繞組WC1與二次定子繞組WC2相互串聯但其相位差為30°或50°或70°或90°或110°或120°，每相的一次定子繞組與二次定子繞組的串接點之間分別接有三個移相電容即一次定子繞組WA1和二次定子繞組WA2的串接點U2與一次定子繞組WB1和二次定子繞組WB2的串接點V2之間接有移相電容C2，一次定子繞組WB1和二次定子繞組WB2的串接點V2與一次定子繞組WC1和二次定子繞組WC2的串接點W2之間接有移相電容C3，一次定子繞組WC1和二次定子繞組WC2的串接點W2與一次定子繞組WA1和二次定子繞組WA2的串接點U2之間接有移相電容C1。
工作時在一次定子繞組的功率容量為P1，二次定子繞組的功率容量為P2的情況下，本發明即自變功率電動機的功率容量為P1+P2×COSφ(其中φ為功率因數)，因此，隨著負荷的變化，其功率也隨著進行變化，從而實現電動機額定功率容量的自動變化而適用負荷的變化需要。
其中一次定子繞組與二次定子繞組可選用現有常規繞組錯槽技術使其相位差為30°或50°或70°或90°或110°或120°，但根據實際需要也可採用其它常規技術使一次定子繞組與二次定子繞組的相位差為30°或50°或70°或90°或110°或120°；根據實際需要來確定一次定子繞組的匝數與二次定子繞組的匝數，但是一次定子繞組的匝數與二次定子繞組的匝數之間的關係為n1:n2=p1:p2,]]>其中，n1為一次定子繞組的匝數，n2為二次定子繞組的匝數，p1為一次定子繞組的功率容量，p2為二次定子繞組的功率容量。
為了便於更換移相電容C1、C2和C3，如附圖3所示，在移相電容C與定子繞組之間可串接有開關K，並且開關K最好採用空氣開關，這樣當某個移相電容C1、C2或C3燒壞後，通過開關K斷電就可方便地更換燒壞的移相電容。
當本發明自變功率電動機停機時，由於定子繞組與移相電容器之間構成了閉合迴路，同時由於自激作用會產生高電壓，因而容易造成移相電容和電動機的絕緣擊穿；為了減少上述絕緣擊穿現象發生，在移相電容器上最好接有節電保護器，從而有效消除脈衝高電壓以提高移相電容和本發明的壽命，其中節電保護器可採用「用電設備節能保護器」，該「用電設備節能保護器」已經獲得中國專利，其專利號為ZL00207968.2，但也可採用其它同類現有常規節電保護器。
以上技術特徵構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵。
權利要求
1.一種自變功率電動機，其特徵在於包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，而每相的異步電動機定子繞組包括一次定子繞組和二次定子繞組，並且一次定子繞組與二次定子繞組相互串聯但其相位差為30°至120°，每相的一次定子繞組和二次定子繞組的串接點之間分別接有三個移相電容。
2.根據權利要求1所述的自變功率電動機，其特徵在於一次定子繞組與二次定子繞組通過繞組錯槽使其相位差為30°至120°。
3.根據權利要求1或2所述的自變功率電動機，其特徵在於一次定子繞組的匝數與二次定子繞組的匝數之間的關係為n1:n2=p1:p2,]]>其中，n1為一次定子繞組的匝數，n2為二次定子繞組的匝數，p1為一次定子繞組的功率容量，p2為二次定子繞組的功率容量。
4.根據權利要求1或2所述的自變功率電動機，其特徵在於移相電容與定子繞組之間串接有開關。
5.根據權利要求3所述的自變功率電動機，其特徵在於移相電容與定子繞組之間串接有開關。
6.根據權利要求4所述的自變功率電動機，其特徵在於開關採用空氣開關。
7.根據權利要求5所述的自變功率電動機，其特徵在於開關採用空氣開關。
8.根據權利要求1或2或5或6或7所述的自變功率電動機，其特徵在於移相電容器上接有節電保護器。
9.根據權利要求3所述的自變功率電動機，其特徵在於移相電容器上接有節電保護器。
10.根據權利要求4所述的自變功率電動機，其特徵在於移相電容器上接有節電保護器。
全文摘要
一種自變功率電動機，其包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，而每相的異步電動機定子繞組包括一次定子繞組和二次定子繞組，並且一次定子繞組與二次定子繞組相互串聯但其相位差為30°至120°，每相的一次定子繞組和二次定子繞組的串接點之間分別接有三個移相電容。本發明易製造、成本低，隨著負荷的大小變化，其功率也隨著進行無級自動變化，從而實現該自變功率電動機額定功率容量的自動變化而適用負荷的變化需要，並且把補償點引入了電動機的內部，從而降低其漏抗及運行電流和啟動電流、提高電動機運行時的功率因數及過載能力，但不改變電動機的運轉特性，特別適用於對現有三相異步電動機的改造。
文檔編號H02K11/00GK1641972SQ200410003059
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月16日 優先權日2004年1月16日
發明者張漢, 來現林 申請人:克拉瑪依市博瑞科技發展有限公司