無級調速脈衝感應電動機的製作方法
2023-05-25 03:11:21
專利名稱：無級調速脈衝感應電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動機技術領域。
現有的電動機有多種類型，其中常見的有交流感應電動機(異步、同步電動機)和直流電動機(並勵電動機等)兩大類。以交流電動機三項異步鼠籠式電機為例，它的定子線圈在電機內是以120°相間分布的，以120°相位差的三項交流信號同時輸入電機繞組中，並產生合成旋轉磁場使其轉子工作，這種電動機結構就決定了它必須輸入三相交流電才能工作，如果對這種電機進行調速控制，必須將交流電轉變為直流電，再將直流電逆變為交流電，調整逆變電流的頻率才能達到調速控制的目的，在實際中，這一調速的過程和整個調速控制裝置較為複雜，而且其控制反向的轉換開關必須是耐高電壓、大電流的，使用中也容易產生打火、觸電等現象，在生產製造和應用中都具有一定的局限性。從電動機繞組方式和電動機繞組所產生的波形來看，以步進電機為例，它是一種根據電磁鐵的作用原理，將脈衝信號轉換為線位移或角位移的電動機，顯然和脈衝感應鼠籠式電機的轉子結構以及所產生的旋轉磁場是不同的。然而，有些電動機是可以進行調速控制的，例如單項感應電動機配合調速器電路工作是可進行調速控制的，與本發明相關的比較文獻有《電子電路大全》卷1第101頁11.30電路(.J.馬庫斯·美國)，這一電路只能採用交流脈衝輸入信號，並且與之相配合的這種單項感應電動機不能反向運轉工作。
本發明根據技術背景的介紹並針對上述提出的三相電機的調速難以進行控制，生產製造成本高和使用不方便或單相電機僅能採用交流脈衝輸入信號以及不能反向運轉工作等問題設計完成了一種新的技術方案和實驗樣機以期合理有效的解決上述問題，這也是本發明的目的。
本發明的方案任務是提供一種新的電動機，將現有的鼠籠式異步感應電動機的定子繞組加以改進，配合連接一種由振蕩器線路、計數器、驅動開關線路構成的調速控制器，並通過調速電路中的控制開關將直流脈衝直接輸入給感應電動機，完成所提出的任務。
本發明為一種無級調速脈衝感應鼠籠式異步電動機，它的工作基本上是採用旋轉磁場原理進行的。結合本發明的附圖可以分析它的工作原理及其特徵。附
圖1為電動機的調速控制器電路示意圖。附圖2為電動機的剖面示意圖。附圖3為電動機的定子線圈繞組的結構示意圖。圖3中的A′B′C′D′都是和圖1中電動機的調速控制器電路的輸出端A、B、C、D相應連接，通過圖示的線路連接可以看出，如果調速控制器在一個周期內輸出2N個脈衝，那麼，其中的前N個脈衝為正向脈衝，後N個脈衝變為反向脈衝，則電動機有N+1個輸入線接頭，脈衝輸入信號的個數N為至少2個或3、4、5、6個。當第一個脈衝信號輸入時方向為A′→D′(A→D)此脈衝通過A′與D′之間的四個相串聯的線圈，產生如圖3中所示磁場的N、S極，當第二個脈衝輸入時為B′→D′(B→D)，同時第一個脈衝消失，原有磁場的N、S極亦同時消失，此脈衝電流通過B′與D′之間的四個相串聯的線圈，重新建立N、S極，這一新建立的磁場與原磁場比較按順時針方向旋轉了30°角度，第三個脈衝C′→D′所產生的磁場與前2個脈衝所產生的磁場相同，這三個脈衝均為正向脈衝，當第四個脈衝輸入時，為了保證其磁場的方向沿順時針繼續旋轉，此時的電流為反向輸入，第四個脈衝為反向脈衝信號即D′→A′(D→A)，以後第五、第六個脈衝為D′→B′、D′→C′，當圖3中的6個脈衝信號依次輸入後，即完成一個脈衝輸入周期，在第二個周期的第一個正向脈衝輸入時，磁場完成旋轉180°，在旋轉磁場的感應下，鼠籠式轉子轉動工作，當兩個周期的脈衝(計12個脈衝)依次全部輸入時，同時第三個周期的第一個脈衝到達，電機磁場完成旋轉一周(360°)，以後的脈衝信號輸入依此方式周期循環進行，脈衝信號對電機的輸入是由調速控制器及其脈衝電路所控制的。這種調速控制器主要是由附圖1所示的方波信號發生器線路部分(1)、振蕩器線路(3)、計數器電路(2)、以及驅動開關線路(4)(5)幾部分組成並據圖1圖3所示按照AA′、BB′、CC′、DD′同電動機連接。
本調速電機採用脈衝輸入方式可保證連續調速、反向運轉控制，並且可簡化調速器以及電機結構，易於加工製造和改進利用，可廣泛使用於電機應用領域。
實施例。附圖2為該電機的剖面示意圖。圖中的結構與現有的電機結構大致相同，由電機座(6)、電機殼(7)和電機內部的轉子[12]、定子(8)、線圈繞組(10)等組成。圖中的(9)是線圈繞組非金屬壓條，[13]為電機軸，[11]是該電機的鼠籠式轉子繞組。本機可利用現有的12槽鼠籠式感應電動機改進而成，按照附圖3所示意的對原定子鐵心上的線圈重新繞制，在電動機的定子(8)上裝有2N(N為2或者3、4、5、6)的整倍數個線圈並且構成N個線圈繞組(10)，每個線圈繞組的正、反連接均各佔一半(N為2或者3、4、5、6)。每組線圈的首尾必須嚴格按照圖示的要求連接，即圖3中的A′與電動機的調速控制器電路圖1中的輸出端A相連接，B′與B相接，C′與C連接，D′與D連接。附圖1是該電機的調速控制器電路的示意圖，從圖中可看出它是由開關部分(5)、振蕩器線路(3)放大電路部分推動級(4)，計數器電路(2)、方波信號發生器(1)和電源控制部分組成。開關部分(5)是由一組開關K1-K8組成，開關由電路中的放大推動級按照電路設計的程序一一加以控制，使K1K8、K3K8、
、K4K7、K6K7，依次導通，循環進行，使電流按照A→D，B→D，C→D，D→A，D→B，D→C的方向要求通過。推動級(4)主要是對控制電路中的電流、電壓進行放大，以便提供足夠的功率來驅動開關動作，由於開關採用PNP/NPN型管、故推動級採用射級跟隨器和二級反相器，使開關的導通與推動級的輸入脈衝保持同步。由於推動級的輸入脈衝是依次由計數器解碼輸出端分別提供的，所以推動級只能依次分別的對開關提供驅動信號。計數器電路(2)產生依次循環的6脈衝電路，其電路由六進位計數器並帶有6個解碼輸出端構成，為了滿足不同磁極對數電動機的控制需要，可以選用不同進位的計數器。本電路如在解碼輸出端加設一個六刀單擲微型推動開關，既能改變脈衝輸出信號的相序位置並可完成電動機的反向運轉。由於電路中採用低電壓，小電流，所以也可採用微型電子繼電器，以實現對電動機的自動控制。附圖1中的方波信號發生器(1)由自激多諧振蕩器組成，也可用其它的脈衝信號發生器替代。
權利要求
1.一種由電路控制調速的脈衝感應電動機，其特徵在於它是由一個振蕩器線路(3)、計數器電路(2)以及驅動、開關線路(4)(5)構成一種用於控制電機調速的脈衝控制電路並連接於一個鼠籠式異步電機組成的一種新型的無級調速脈衝感應鼠籠式異步電動機。
2.根據權利要求1所述的無級調速脈衝感應電動機，其特徵在於它的調速控制器脈衝電路中的脈衝輸入信號每周期為2N個，其中，前N個脈衝輸入信號為正向脈衝信號，後N個脈衝輸入信號為反向脈衝信號，脈衝輸入信號的個數N為2個或者3、4、5、6個。
3.根據權利要求1所述的無級調速脈衝感應電動機，其特徵在於通過它的速度控制器電路輸出端設置的微型轉換開關能改變脈衝輸出信號的相序位置，可使電動機的轉動沿反方向進行。
4.根據權利要求1所述的無級調速脈衝感應電動機，其特徵在於電動機的定子(8)上裝有2N(N為2或者3、4、5、6)的整倍數個線圈並構成N個線圈繞組(10)，每個線圈繞組的正、反連接均各佔一半(N為2或者3、4、5、6)。
全文摘要
本發明為一種無級調速脈衝感應電動機，涉及電動機技術領域。該發明利用電動機的旋轉磁場原理，對鼠籠式異步電動機的定子線圈加以改進，重新繞制，配合連接一種由振蕩器、計數器、驅動開關線路構成的調速控制器並通過這種控制器將直流脈衝直接輸入給感應電動機，以解決單相電機不能採用直流脈衝輸入以及不能反向運轉工作等問題。本發明設計簡單、其產品易於加工製造，成本低廉、便於推廣應用。
文檔編號H02K3/28GK1048290SQ8910438
公開日1991年1月2日 申請日期1989年6月23日 優先權日1989年6月23日
發明者張玉良, 李重石, 張志遠, 周省華, 李健, 朱勝利 申請人:新疆伊犁師範學院