開關調速電動機的製作方法

2023-06-09 09:12:56 1

>槽號123456789101112相帶B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2A1A2其運行情況如表28所示(見25頁)表28中磁場方向以電角度計，轉子位置以機械角度計。從表28中可見，這種繞組及其相應的驅動方式有許多優點，主要有步進角小，定子磁場每步15°電角度，轉子每步3.75°機械角度。每步轉角均勻，電磁力矩變化率為93.3％。磁阻電動機力矩和定子電流的平方成比例和定子電流的方向無關。這種電動機所用的橋式逆變器中可以省去一些可控的整流元件。例如三相橋式逆變器中可以省去一個可控的整流元件即為一例。這樣做固然可以節省成本，但是可能會增加一些鐵耗。三、單饋多相電動機這種電動機有一個定子和一個轉子。定子上有多相繞組，它的電源端點大於5個，定子繞組用開關型單重或多重多相逆變器供電。它的轉子可以有許多類型以型成不同的電動機品種，如表29所示。表29單饋開關調速電動機分類表它們的共同特點是1、定子繞組有5個以上電源端點。2、由開關型單重或多重多相逆變器供電，這些逆變器可以互相併聯起來，也可以互相串聯起來。3、運行時它的定子磁場是步進地旋轉的，其步進角不大於18°電角度。4、它的繞組可以是單重的或多重的多相繞組。這些多相繞組可以是星形接法多相繞組，多邊形接法的多相繞組，多角星形接法多相繞組以及比較複雜的網狀多相繞組。四、雙饋開關調速電動機雙饋開關調速電動機，由二個電源向電動機供電。按電源種類它有二種類型第一類是由三相交流電網和開關電源同時供電；第二類是由直流電源及逆變器產生的開關電源供電。按供電方式它又可分為有刷的和無刷的二類。現在分別加以說明。(一)由三相交流電源和開關電源供電的開關調速電動機。分二種a、有刷的雙饋電動機這種雙饋電動機的轉子結構和繞線轉子三相交流異步電動機的轉子結構一樣運行時，三相交流電源通過電刷和集電環向轉子供電。定子繞組是適合開關電源的，電源端點大於5的多相交流繞組，由開關電源供電。這種電動機的定子結構，繞組型式，接線圖和單饋的開關調速電動機一樣。運行時改變開關電源的開關頻率，即可調節電動機的轉速。b、無刷的雙饋電動機這是一種複合的電動機，它是二個繞線轉子多相交流電動機的複合體。轉子有二個感應區分別和二個定子相匹配。轉子的兩個感應區各有一套多相交流繞組，它們的相數一樣並把這二套多相交流繞組按逆序方向串聯起來，以便它在運行時產生的旋轉磁場的旋轉方向互相相反。轉子的二套多相交流繞組的極對數可以是不一樣的。與轉子的二個感應區配對的二個定子上各有一套多相交流繞組，它們的極對數和相應的轉子繞組的極對數一樣。這二套多相繞組中一套是三相交流繞組，這一套三相交流繞組是由三相交流電網供電的。另一套多相交流繞組和單饋電動機中，適合開關電源的多相交流繞組一樣，運行時它由開關電源供電，運行時改變開關電源的開關頻率即可調節電動機的轉速。(二)由逆變器和直流電源供電的雙饋的開關調速電動機。這種電動機大部分是有刷的。它有二種a、向轉子供直流電並和向定子繞組供電的逆變器互相串聯起來的開關調速電動機。這種電動機的定子繞組及其供電的逆變器和單饋的開關調速電動機一樣。此外它又向轉子提供激磁用的直流電源使轉子形成一個電磁鐵。為了改善電動機的運行特性，將轉子激磁線圈通過電刷和集電環與向定子供應開關電源的逆變器串聯起來，這就組成了串聯和同步電動機。這種電動機的力矩和定子電流的平方成比例。因此它的起動力矩大、低速的運行特性好，非常適合在運輸起重機械上應用，這種電動機除激磁線圈產生的力矩外，還有反應同步力矩存在。為了改善電動機的運行性能應當使它的直軸電抗和交軸電抗的差別比較小，甚至要使其直軸電抗略小於交軸電抗。b、定子繞組由多相逆變器供電，轉子繞組也由多相逆變器供電的電動機。當逆變器向轉子繞組供電時，是需要通過電刷和集電環的，因此這種電動機的集電環的數目在不小於5個。供應定子開關電源的逆變器和向轉子供應開關電源的逆變器應當互相串聯起來。這種電動機除起動力矩大，低速運行性能好外，它的效率比較高，鐵耗較低。為了減少集電環的數目也可以把向轉子繞組供電的逆變器放在轉子上，這時只需向轉子提供直流電源就行。但是這會使控制線路複雜化。開關調速電動機的結構開關調速電動機的結構和普通的交流電動機的結構類似，說明如下微型電動機定子可採用塑封的形式，此時定子是二個半環，這種結構的定子的工藝性好，另外也可採用內定子外轉子的形式，它的優點也是定子製造工藝性好。對中小型電機可採用一般的結構形式，在特殊情況下也可以製成盤式電動機。開關調速電動機一般電源的端點較多，因此應該將逆變器等電力電子元件儘可能與定子的電源端點靠近的以縮短連接導線的長度。向開關調速電動機供電的多相逆變器有許多品種。其中串聯供電的多重多相逆變器是多相逆變器的新品種。當開關調速電動機採用多重多相繞組時就可以使用這種逆變器。圖10、圖11、圖12中的逆變器就是串聯供電的多重多相逆變器。這種逆變器的特徵是1、由幾個規格相同的多相逆變器組成。2、這些逆變器互相串聯起來並用單一的直流電源供電。開關調速電動機的應用本項目的開關調速電動機有下述優點1、繞組的利用率高，故銅耗少。2、步進角小，故運轉平穩。3、使用的電源簡單。只要開關電源，不要經過調製，因此控制電路簡單。4、繞組產生的磁場大小、方向容易認定只要知道逆變器的真值表和輸入逆變器的直流電流的大小，就可知道繞組產生的磁場的大小和方向故容易控制，不需解耦。因此本項目的調速電動機有廣闊的應用前景，幾乎所有工業部門，如工具機、電動汽車、電力機車、泵、家用電器等，都可以使用這種電動機。因此它將佔領原來的交流電動機和直流電動機的部份市場。特別是目前的開關磁阻電動機的市場大多數將被本項目的開關調速電動機所佔領。附圖簡要說明圖1是2相磁阻電動機接線圖；圖2是5相磁阻電動機接線圖；圖3是5相8極磁阻電動機接線圖；圖4是5相串聯單極性繞線的接線圖；圖5是5相串聯雙極性繞組的接線圖；圖6是7相7邊形繞組的接線圖；圖7是4相8邊形繞組的接線圖；圖8是5相5角星形繞組的接線圖；圖9是7相7角星形繞組的接線圖；圖10是2路5相繞組的接線圖；圖11是2路三相繞組的接線圖；圖12是有2套三相繞組的磁阻電動機接線圖。權利要求1.一種開關調速電動機，其特徵是(a)由開關型多相逆變器提供的多相開關電源供電，改變逆變器的開關頻率即可調整電動機的轉速。(b)電動機的電源端點的數目不少於5個。(c)運行時，它的磁場是步進地旋轉的，它的最小步進角度不大於18度電角變。(d)電動機使用的繞組是a、單路串聯多相繞組，其特徵是參加運行的繞組互相串聯起來，它只有一個支路。b、並聯供電的多相繞組，其特徵是所有參運行的繞組都互相併聯起來，它的並聯支路數大於2。c、星形接法的多相繞組，其特徵是只有一個交匯點即中心。d、多邊形接法的多相繞組，其特徵是所有相繞組互相串聯成一個環路，沒有交匯點，運行時有二個支路。e、多角星形接法的多相繞組其特徵是所有相繞組互相串聯成一個環路，沒有交匯點，運行時有二個以上的支路。f、網狀的多相繞組，其特徵是有二個以上的交匯點，其接線圖中有環路。g、多重多相繞組，其特徵是由幾個多相繞組組成，每個多相繞組用一多相逆變器供電，這些逆變器可以互相串聯起來，也可以互相併聯起來。2.權利一的單饋的開關調速電動機，其特徵是(a)只有一個定子和一個轉子。定子上有權利一所列的多相繞組。(b)用多相逆變器向定子繞組供電。(c)電動機的轉子可以是a、磁阻轉子b、磁滯轉子c、永磁轉子d、電磁鐵e、異步轉子3.權利一的無刷的雙饋的開關調速電動機，其特徵是(a)它是一種複合的交流電動機，它有一個轉子、二個定子。轉子上有2個感應區分別和2個定子配對。(b)二個定子上都有多相繞組。其中一個定子的繞組是三相交流繞組，運行時它由三相交流電源供電。另一個定子的繞組是權利一所列的多相繞組，運行時它由多相開關電源供電。(c)改變開關電源的頻率就可調節電動機的轉速。(d)轉子的二個感應區上都有多相繞組，這二個多相繞組的極對數可以不一樣，但它們的相數是一樣的。而且把轉子上的二套多相繞組按逆序方向串聯起來，使轉子在運行時，轉子的二個繞組所產生的旋轉磁場的旋轉方向是互相相反的。4.權利一的有刷的雙饋的開關調速電動機，其特徵是(a)它有一個定子和一個轉子。定子上有多相繞組，轉子上有三相繞組。(b)轉子的結構和繞線轉子三相交流異步電動機的結構一樣，有集電環電刷裝置及三相交流繞組。運行時三相交流電源通過電刷向轉子供電。(c)定子繞組是權利一所列的多相繞組，它由開關電源供電。(d)改變開關電源的頻率就可調節電動機的轉速。5.權利一的有刷的雙饋的開關調速電動機，其特徵是(a)定子上有多相繞組，並用多相逆變器向定子繞組供電。(b)轉子上有多相繞組，也用多相逆變器向轉子繞組供電。(c)向定子供電的多相逆變器可以和向轉子供電的多相逆變器互相串聯起來，或者互相併聯起來。(d)向轉子供電的逆變器可以放在定子一側，此時轉子多相繞組的每一個電源端點都與一個集電環接通，並通過電刷接在逆變器上。(e)向轉子供電的逆變器也可以放在轉子上。此時只需向轉子提供直流電源即可，直流電源是通過集電環和電刷流入轉子的。6.權利一的開關調速的串聯同步電動機，其特徵是(a)定子上有多相繞組，並用逆變器向定子繞組供電。(b)轉子是一個電磁鐵，需要直流電流激磁。(c)轉子上有二個集電環和二套電刷，集電環和激磁線卷相連接。(d)定子上的直流電源通過集電環電刷使轉子激磁。(e)向定子供電的逆變器和向轉子供直流電的直流電源是互相串聯起來的。(f)它的力矩和定子電流的平方成比例。7.一種步進電動機，其特徵是(a)繞組的節距大於1。(b)運行時每次有不少於2個相繞組通過電流。(c)可以用增加電源端點個數，增加繞組個數的方數，減少最小步進角度。8.一種開關磁阻電動機，其特徵是(a)它的結構是雙凸極的，即轉子是凸極轉子，定子是開口槽的。(b)運行時轉子的旋轉速度比定子磁場的旋轉速度低得多。(c)定子繞組的節距大於1。(d)運行時，每次都有二個以上的相繞組通過電流。(e)可以用增加電源端的數目和增加相繞組的數目來減小步進角度。(f)電動機的力矩和逆變器提供的電流的平方成正比值，和電流的正負方向無關。全文摘要開關調速電動機是一個電動機家族,其特徵是:用波形是階梯形的多相開關電源供電、改變開關頻率即可調節電動機的轉速、電動機電源端點不少於5個、運行時繞組產生的磁場是步進地旋轉的,其步進角度不大於18度電角度、繞組的節距大於1、動行時每次通電的相繞組不少於2個。它有許多品種,如步進電動機、開關磁阻電動機、永磁同步電動機、磁滯同步電動機、異步電動機、串聯同步電動機、無刷雙饋電動機、有刷雙饋電動機等。文檔編號H02K37/00GK1171648SQ9711067公開日1998年1月28日申請日期1997年5月21日優先權日1997年5月21日發明者林哲民申請人:林哲民