電磁控制三相交流無級調速電動機的製作方法

2023-06-03 03:57:36 3

專利名稱：電磁控制三相交流無級調速電動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能作為起重機械主提升、迴轉、行走電機使用的交流無級調速電動機，尤其適用於升、降行程較長、調速範圍要求較寬的塔式、門式起重機械。
目前，公知的起重機械主提升、迴轉、行走電機採用的是YZR繞線轉子異步電動機，其變速原理是通過改變繞線轉子異步電動機轉子迴路中電阻值的大小來實現電機轉速變化的，其變速系統由YZR電機、電阻箱、電阻控制屏構成。採用此原理變速的繞線轉子異步電動機，當其轉子迴路中串聯電阻值較大時，電機的機械特性將變得很軟，從而嚴重影響電機的起動、變速性能，因而YZR繞線轉子異步電動機通過串電阻調速其轉速變化範圍一般較小，通常調速比小於2；其次實際工業產品中，電阻的改變只能實現有級切換，因而YZR繞線轉子異步電動機通過串電阻調速，其轉速只能有級變化，不能實現平滑無級調節。由於YZR繞線轉子異步電動機串電阻調速原理所限而存在的以上兩點缺陷，使得該電機應用於起重機械設備上時，對起重機械的性能造成了許多不利影響，主要表現為1、起重機械起升、迴轉、行走系統不能實現無級變速，因而使用過程中穩定性差，對安全不利。
2、起重機械起升系統變速範圍小，因而低速就位精度差，空鉤回位速度低，使用過程中施工效率難以提高。
3、起重機械起升、迴轉、行走系統變速需頻繁起制動電機，衝擊電流大，系統易出故障，電機壽命短。
本實用新型的目的是針對YZR繞線轉子異步電動機變速系統現有技術之不足提供一種電磁控制交流無級調速電動機，應用於起重機械上，能有效的改善其性能，使其起升、迴轉、行走變速系統運動平穩、就位準確、效率提高、設備使用壽命長。
本實用新型的目的是這樣實現的在機殼內部，靠近軸伸端一側是一臺定子、轉子均可旋轉的籠型異步電動機，靠近非軸伸端一側是一臺電磁調速器，非軸伸端軸向端部是一臺強迫風冷用軸流風機。異步電動機旋轉定子由滑環饋電並與輸出軸成一體，異步電動機旋轉轉子與電磁調速器電樞成一體，電磁調速器磁極及勵磁繞組固定在機殼後端板或風罩上，旋轉定子、旋轉轉子通過端板和軸承支撐，強迫風冷用軸流風機固定在非軸伸端端部風罩上。籠型異步電動機與電磁調速器、軸流風機之間沒有電聯繫，分別通過設於機殼頂部的兩個接線盒內的接線端子饋電。電機採用軸向強迫風冷的風路結構型式，冷風從機殼前端兩側吸入，依次冷卻籠型異步電動機、電磁調速器，然後由軸流風機從電機非軸伸端軸向排出，機殼內的支撐端板均設有通風孔。
本實用新型無級調速電動機調速原理為採用上述結構，利用電磁調速器控制異步電動機旋轉轉子，通過調整電磁調速器勵磁電流，在旋轉轉子的軸上產生一個可調的制動力矩，此制動力矩與籠型異步電動機電磁力矩相互比較，當制動力矩大於異步電動機電磁力矩時，旋轉轉子將減速；當制動力矩小於籠型異步電動機電磁力矩時，旋轉轉子將加速。在籠型異步電動機定子電壓不變的情況下，其額定轉差率是恆定的，即旋轉定子與旋轉轉子之間的相對轉速應是恆定的，所以，如上所述當旋轉轉子的轉速發生變化時，旋轉定子的轉速(即輸出轉度)必將跟著改變。只要無級調節電磁調速器勵磁電流的大小，制動力矩和旋轉轉子的轉速即可無級改變，則旋轉定子的轉速(即輸出轉速)也將隨之無級改變。當勵磁電流大到一定值、電磁製動力矩足以克服異步電動機電磁力矩時，旋轉轉子的轉速即可為零，此時旋轉定子轉速(即輸出轉速)將達到最大值，即異步電動機額定轉速；當勵磁電流小到一定值、電磁製動力矩不足以克服異步電動機電磁力矩時，旋轉轉子的轉速即可達到最大值，即異步電動機額定轉速，此時旋轉定子轉速將為零，從而實現了本電機輸出轉速從零至額定轉速的無級調節。
由於電磁調速器電磁製動力矩的大小與勵磁電流和電樞轉速(即旋轉轉子轉速)的大小成正比，因此，當旋轉轉子轉速較高、勵磁電流較大時，電磁製動力矩將較大，而此時旋轉定子的轉速(即輸出轉速)卻較低，從而實現了本電機輸出轉速越低輸出轉矩越大的特性。
由於採用了上述分案，使得本實用新型電機輸出轉速能從0至額定轉速之間無級調節，且具有轉速越低，轉矩增大的特性，軸向強迫風冷的風路結構，能有效的解決電機發熱問題，提高工作制，使其能正常工作，且電機外形美觀、實用。
本實用新型電機應用於起重機械設備上，相對於現有YZR繞線轉子異步電動機變速系統，具有明顯的優勢1、能使機升機械運行平穩，利於生產安全。
2、能使起升機械就位準確、快速回位，利於提高生產效率。
3、能提高起升機械變速系統使用壽命。
4、能使起升機械變速系統簡化、成本降低。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明

圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是本電磁控制三相交流無級調速電動機第一個實施例的縱剖面構造圖。
圖3是本電磁控制三相交流無級調速電動機第二個實施例的縱剖面構造圖。
圖中1.前端板2.旋轉定子機殼3.接線盒4.接線盒5.後端板6.風罩7.出風口鋼網8.輸出軸9.滑環及電刷10.進風口百頁窗11.機殼12.旋轉轉子13.旋轉定子14.旋轉定子端板15.軸16.電磁調速器電樞17.軸流風機18.電磁調速器磁極及勵磁繞組19.負載在圖1中，虛線內部為電機本體，旋轉定子(13)做輸出拖動負載(19)，旋轉轉子(12)與電磁調速器電樞(16)成一體，冷卻風機(17)設置於非軸伸端端部，電磁調速器通過整流控制板加勵磁電流，一般勵磁功率為電機容量的5％左右。
在圖2中，旋轉定子(13)通過旋轉定子機殼(2)與輸出軸(8)成一體，並由滑環(9)饋電，其饋電接線端子設於接線盒(3)內；旋轉轉子(12)與電磁調速器電樞(16)通過軸(15)連成一體，電磁調速器電樞(16)在磁極(18)的內側，電磁調速器磁極(18)固定於風罩(6)上，其勵磁繞組饋電接線端子設於接線盒(4)內；軸流風機(17)設於電機非軸伸端端部，饋電接線端子設於出線盒(3)內。機殼(11)、旋轉定子端板(14)、後端板(5)上均設有通風孔，冷風從進風口(10)被吸入，先冷卻旋轉定子(13)及旋轉轉子(12)，然後冷卻電磁調速器磁極(18)及電樞(16)，最後由軸流風機(17)從出風口(7)排出。
在圖3中，電磁調速器電樞(16)在磁極(18)的外側，磁極(18)固定於機殼後端板(5)上。其它結構同圖2所述。
本電機帶載起動方法如下先給旋轉定子(13)Y接通電，以降低起動電流，同時起動冷卻風機(17)，待旋轉轉子(12)達到高速穩定後(大約0.5秒)，將旋轉定子(13)改為△接通電；隨後給電磁調速器磁極繞組(18)通電，調節動磁電流，即可改變電機轉速，完成起動、變速過程。
停機時，先將旋轉定子(13)斷電，延時勵磁電流大約0.5秒，則電磁調速器電樞(16)將被吸住停止旋轉，然後再將電磁調速器磁極繞組(18)和冷卻風機(17)斷電，完成停機過程。
權利要求1.一種電磁控制三相交流無級調速電動機，在機殼內部，靠近軸伸端一側是一臺定、轉子均可旋轉的籠型異步電動機；靠近非軸伸端一側是臺電磁調速器，非軸伸端軸向端部是一臺強迫風冷用軸流風機，其特徵是旋轉定子由滑環饋電並與輸出軸成一體，旋轉轉子與電磁調速器電樞成一體，電磁調速器磁極及勵磁繞組固定於機座或風罩上，機殼內所有旋轉部件均靠端板和軸承支撐，風路結構設計為軸向強迫風冷的型式。
2.根據權利要求1所述的電磁控制三相交流無級調速電動機，其特徵是在電機機殼頂部軸向依次設置兩個接線盒，靠近軸伸端一側的接線盒中設有籠型異步電動機旋轉定子繞組的饋電接線端子和強迫風冷用風機電機的饋電接線端子；另一接線盒中設有電磁調速器磁極勵磁繞組的饋電接線端子和輸出轉速信號接線端子。
3.根據權利要求1所述的電磁控制三相交流無級調速電動機，其特徵是電磁調速器做成內電樞結構型式時，磁極及勵磁繞組固定於風罩內壁上。
4.根據權利要求1所述的電磁控制三相交流無級調速電動機，其特徵是電磁調速器做成外電樞結構型式時，磁極及勵磁繞組固定於機殼後端板上。
專利摘要一種能無級調速且具有低速大轉矩特性的電磁控制三相交流無級調速電動機，利用電磁調速器控制定子、轉子均可旋轉的籠型異步電動機的原理，從而實現電機輸出轉速從0至額定轉速之間平滑無級調節。其結構特徵是旋轉定子由滑環饋電並與輸出軸成一體，旋轉轉子與電磁調速器電樞成一體，電機採用強迫風冷的風路結構形式，冷卻風機設置於非軸伸端軸向端部。
文檔編號H02K17/30GK2122447SQ92209229
公開日1992年11月18日 申請日期1992年5月13日 優先權日1992年5月13日
發明者張健偉, 董華, 董力 申請人:張健偉