五極起動節能型繞線電動機的製作方法

2024-02-08 18:51:15

專利名稱：五極起動節能型繞線電動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種繞線型交流電動機，具體地是涉及一種8極運行的五極起動節能型繞線電動機。
背景技術：
籠型電動機在起動時，電流大到額定電流的7倍以上，而起動轉矩並不大，一般只有額定轉矩的零點捌倍左右。顯然不能滿足重載起動的要求。為解決此問題，我們的前人發明了繞線型電動機。傳統繞線型電動機雖能達到起動電流較小、起動轉矩較大、滿足重載起動的要求。但卻要將轉子軸，即傳動軸的後端進行較大幅度的加長，並將該段軸中心挖個大圓孔。同時要在軸上打三個工藝難度較大的斜孔，作為轉子繞組三相引出線聯接滑環的通道。當然還需要在軸上增加用黃銅製作的高精度的滑環，購買電刷以及外設專門用於起動的電阻系統(頻敏電阻或水電阻起動系統)。這使傳統繞線型電動機比籠型電動機增加成本約15% —20%。傳統繞線型電動機依靠在轉子軸上的滑環電刷及外設的專門用於起動的頻敏電阻(或水電阻)進行起動。但是，在運行時由於上述器件和設備的存在又使效率和功率因數大為降低，多用了不少電量。
發明內容本實用新型就是針對傳統繞線型電動機的上述不足，為了去掉傳統繞線型電動機轉子軸上的滑環電刷及外設的專門用於起動的電阻系統(頻敏電阻或水電阻起動系統)； 提高運行效率，節約能源，降低製造成本而發明的。一種五極起動節能型繞線電動機，包括有兩組出線頭，一組為起動出線頭，由A起、B起、C起組成；另一組為運行出線頭，由A運、 B運、C運組成；兩種接法的定子繞組與由雙股並繞，匝數不等的線圈組成的轉子繞組；其特徵是定子繞組採用三角形/三角形換相法接法起動繞組三角形接法的定子繞組與轉子繞組交互作用產生五個極磁動勢場，分別為同轉向的4、6、8、10、12極磁動勢場，用於電機起動，即五極起動；五極起動是利用基本極8極、二個低次極4、6極、二個高次極10、12極共五個極的磁動勢場聯合起動，從而達到提高起動轉矩、消除起動時可能發生的大切換電流和出現凹坑及爬行等問題；另一組三角形接法的定子繞組與轉子繞組一起只產生很強的8 極基波的磁動勢場，使電機節能高效運行。本實用新型提出一種新型定子繞組及繞組接法，使電動機起動和運行共用一套定子繞組，電動機具有節能高效、不需外加起動裝置，結構簡單、維護方便、可靠性高，可適用於易燃易爆多塵環境。本實用新型的技術解決方案是五極起動節能型繞線電動機包括一套有兩組出線端的兩種接法的定子繞組和由雙股並繞，匝數不等的線圈組成的轉子繞組。定子兩組引出線頭通過切換開關分別接入電源。本實用新型技術解決方案中所述的一組三角形換相法接法的定子繞組用於電機起動；起動時定轉子交互作用產生五個極的磁動勢場，分別為同轉向的4、6、8、10、12極磁動勢場，合力形成很強的五極起動轉距。三個引出線頭為A起，B起，C起。該組的三個引出線頭分別是A起，B起，C起。定子繞組接線順序為A起，引出線頭10槽頭-69槽尾。A起相繞組接線順序為10槽尾_11槽頭，11槽尾-21槽尾，21槽頭-1槽頭，1槽尾-2槽頭，2槽尾-3槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47 槽尾，47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭，38槽尾-39槽頭，39槽尾-12 槽尾，12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾，30槽頭- 槽尾，29槽頭-28 槽尾，28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭，57槽尾-66槽尾，66槽頭-65 槽尾，65槽頭-64槽尾；B起，引出線頭64槽頭-7槽尾。B起相繞組接線順序為7槽頭_8槽尾，8槽頭-18 槽頭，18槽尾-43槽頭，43槽尾-44槽頭，44槽尾-45槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35 槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25槽尾槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17 槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭-9槽頭，9槽尾尾，54槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾， 52槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭，63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾， 71槽頭-70槽尾；C起，引出線頭70槽頭-4槽頭。C起相繞組接線順序為4槽尾-14槽尾，14槽頭槽頭，24槽尾-42槽尾，42槽頭-41槽尾，41槽頭-40槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49槽頭，49槽尾-50槽頭，50槽尾-51 槽頭，51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58槽尾，58槽頭-67槽頭，67槽尾-68 槽頭，68槽尾-69槽頭；另一組引出線頭A運，B運，C運，是定轉子作用只產生8極磁動勢場，用於8極運行的定子繞組，其接線順序依次為A運引出線頭21槽頭-1槽頭。A運相繞組接線順序為1槽尾-2槽頭，2槽尾_3 槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47尾，47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭，38槽尾-39槽頭，39槽尾-12槽尾，12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾，30槽頭- 槽尾，29槽頭-28槽尾，28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭，57槽尾-66槽尾，66槽頭-65槽尾，65槽頭-64槽尾，64槽頭-7槽尾，7槽頭-8槽尾， 8槽頭-18槽頭；B運，引出線頭 槽尾-42槽尾。B運相繞組接線順序為42槽頭-41槽尾，41槽頭-40槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49 槽頭，49槽尾-50槽頭，50槽尾-51槽頭，51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58 槽尾，58槽頭-67槽頭，67槽尾-68槽頭，68槽尾-69槽頭，69槽尾-10槽頭，10槽尾-11 槽頭，11槽尾-21槽尾；C運，引出線頭18槽尾-43槽頭。C運相繞組接線順序為43槽尾-44槽頭，44 槽尾-45槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25 槽尾46槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭_9槽頭，9槽尾尾，M槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾，52槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭，63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾，71槽頭-70槽尾，70槽頭-4槽頭，4槽尾-14槽尾，14槽頭槽頭；由於定子繞組連接方法的特殊性，它和轉子繞組交互作用產生五個極的磁動勢場，分別為同轉向的4、6、8、10、12極磁動勢場，合成強大的五極起動轉距，即五極起動。五極起動是利用基本極(8極)、二個低次極G，6極)、二個高次極(10，12極)共五個極的磁動勢場聯合起動；從而達到提高起動轉矩、使該型電機的轉速一直達到8極的同步轉速；從而消除起動半途可能發生的較大的切換電流和出現凹坑及爬行等問題，是重載起動的難題迎刃而解。引出線頭為A起，B起，C起的這組出線頭，分別是將A相、B相、C相各分為兩部分，調整這兩部分所佔的槽數和槽號即可調整五極磁動勢各自的強度及起動轉距的大小； 改變轉子繞組兩股所繞匝數的數值及導線截面積也可以調整起動轉矩的大小。它完全代替了傳統繞線型電動機的上述器件的功能。另一組三角形接法的定子繞組和轉子繞組互相作用後，只產生8極磁場強有力的磁動勢，驅動該型電機機節能高效運行；同時具有較高的功率因數和遠大於傳統繞線型電動機的最大轉距。本實用新型由於起動時定子繞組和轉子繞組的獨特接法，可使本轉子繞組折算到定子邊的電阻成數倍增大，使起動轉矩大為增強，而起動電流則較小。正常運行時，轉子繞組又恢復低電阻，提高了運行效率。這些線圈都採用等元件線圈，有利於設計和製造。這種起動方法採用全壓全繞組起動，適用於高低壓電動機。該型電動機起動和運行採用三相開關進行切換。由於轉子上去掉了滑環和電刷，取消了滑動磨擦觸點以及為了起動而特設的電阻系統(即頻敏電阻或水電阻)，既簡化了轉子結構，消除了故障隱患，又大大地提高了效率，節約了能源。本實用新型提出一種新型定子繞組接法，使電動機起動和運行共用一套定子繞組，電動機具有節能高效、不需外加起動裝置，結構簡單、維護方便、可靠性高，可適用於易燃易爆多塵環境。

圖1為五極起動節能型繞線電動機定子72槽繞組線圈接線圖。圖2為五極起動節能型繞線電動機定子72槽繞組線圈用於運行的接線圖。圖3為五極起動節能型繞線電動機定子72槽繞組線圈用於起動的接線圖。注在圖上沿箭頭方看，槽號上有負號的是反接，沒有的是正接。
具體實施方式
本實用新型定子槽數為72，在每一槽中均嵌有同樣的等元件線圈。五極起動節能型繞線電動機定子繞組接線圖見附圖(一)。定子繞組是採用三角形/三角形換相法連接的三相繞組。兩種三角形接法共用一套繞組。一套三角形連接的繞組用於電動機的起動， 其接線圖見附圖(二)。一套三角形連接的繞組用於電機的運行，其接線圖見附圖(三)。 三個出線頭A起、B起、C起的三相定子繞組與轉子繞組交互作用產生同轉向的4、6、8、10、 12極五個磁動勢場。五極起動就是利用基本極(8極)、二個低次極G、6極)、二個高次極 (10、12極)共五個極的磁動勢場合力起動，從而達到提高起動轉矩、直接達到8極的同步轉速(750轉/分)，從而消除起動半途發生的很大的切換電流和出現凹坑及爬行等問題。該型電動機起動和運行採用三相開關進行切換。電動機起動時三個引出線頭分別是A起， B起，C起。定子繞組接線順序為A起，引出線頭10槽頭-69槽尾。A起相繞組接線順序為10槽尾_11槽頭，11槽尾-21槽尾，21槽頭-1槽頭，1槽尾-2槽頭，2槽尾-3槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47 槽尾，47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭，38槽尾-39槽頭，39槽尾-12 槽尾，12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾，30槽頭- 槽尾，29槽頭-28 槽尾，28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭，57槽尾-66槽尾，66槽頭-65 槽尾，65槽頭-64槽尾；B起，引出線頭64槽頭-7槽尾。B起相繞組接線順序為7槽頭_8槽尾，8槽頭-18 槽頭，18槽尾-43槽頭，43槽尾-44槽頭，44槽尾-45槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35 槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25槽尾槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17 槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭-9槽頭，9槽尾尾，54槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾， 52槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭，63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾， 71槽頭-70槽尾；C起，引出線頭70槽頭-4槽頭。C起相繞組接線順序為4槽尾-14槽尾，14槽頭槽頭，24槽尾-42槽尾，42槽頭-41槽尾，41槽頭-40槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49槽頭，49槽尾-50槽頭，50槽尾-51 槽頭，51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58槽尾，58槽頭-67槽頭，67槽尾-68 槽頭，68槽尾-69槽頭；另一組引出線頭A運，B運，C運，是定轉子作用只產生8極磁動勢場，用於8極運行的定子繞組，其接線順序依次為 A運引出線頭21槽頭-1槽頭。A運相繞組接線順序為1槽尾-2槽頭，2槽尾_3 槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47尾，47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭，38槽尾-39槽頭，39槽尾-12槽尾，12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾，30槽頭- 槽尾，29槽頭-28槽尾，28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭，57槽尾-66槽尾，66槽頭-65槽尾，65槽頭-64槽尾，64槽頭-7槽尾，7槽頭-8槽尾， 8槽頭-18槽頭；B運，引出線頭 槽尾-42槽尾。B運相繞組接線順序為42槽頭-41槽尾，41槽頭-40槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49 槽頭，49槽尾-50槽頭，50槽尾-51槽頭，51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58 槽尾，58槽頭-67槽頭，67槽尾-68槽頭，68槽尾-69槽頭，69槽尾-10槽頭，10槽尾-11 槽頭，11槽尾-21槽尾；C運，引出線頭18槽尾-43槽頭。C運相繞組接線順序為43槽尾-44槽頭，44 槽尾-45槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25 槽尾46槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭_9槽頭，9槽尾尾，M槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾，52槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭，63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾，71槽頭-70槽尾，70槽頭-4槽頭，4槽尾-14槽尾，14槽頭槽頭； 起動三相繞組的引出線頭A起、B起、C起和運行三相繞組的引出線頭A運、B運、C 運通過切換開關分別接通三相電源；轉子繞組由雙股並繞，匝數不等的線圈組成的轉子繞組，沿轉子圓周均勻分布，構成一個獨立的電氣閉合的繞組單元，電機起動時轉子繞組可使轉子繞組折算到定子邊的電阻數倍增大，使起動轉矩大為增強，而起動電流則較小。正常運行時，可使轉子繞組又恢復低電阻，節約了能源又提高了運行效率。
權利要求1.一種五極起動節能型繞線電動機，包括有兩組出線頭，一組為起動出線頭，由A起、B 起、C起組成；另一組為運行出線頭，由A運、B運、C運組成；兩種接法的定子繞組與由雙股並繞，匝數不等的線圈組成的轉子繞組；其特徵是定子繞組採用三角形/三角形換相法接法起動繞組三角形接法的定子繞組與轉子繞組交互作用產生五個極磁動勢場，分別為同轉向的4、6、8、10、12極磁動勢場，用於電機起動，即五極起動；五極起動是利用基本極8極、 二個低次極4、6極、二個高次極10、12極共五個極的磁動勢場聯合起動；另一組三角形接法的定子繞組與轉子繞組一起只產生8極基波的磁動勢場。
2.根據權利要求1所說的一種五極起動節能型繞線電動機，其特徵是所說的與轉子繞組交互作用產生五個極磁動勢場，分別為同轉向的4、6、8、10、12極磁動勢場的定子繞組用於電機的起動；該繞組的三個引出線頭分別是A起，B起，C起；其定子繞組接線順序為A起，引出線頭10槽頭-69槽尾；A起相繞組接線順序為10槽尾-11槽頭，11槽尾-21 槽尾，21槽頭-1槽頭，1槽尾-2槽頭，2槽尾-3槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47槽尾， 47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭，38槽尾-39槽頭，39槽尾-12槽尾， 12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾，30槽頭- 槽尾，29槽頭-28槽尾， 28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭，57槽尾-66槽尾，66槽頭-65槽尾， 65槽頭-64槽尾；B起，引出線頭64槽頭-7槽尾；B起相繞組接線順序為7槽頭-8槽尾，8槽頭-18槽頭，18槽尾-43槽頭，43槽尾-44槽頭，44槽尾-45槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25槽尾槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭-9槽頭，9槽尾尾，54槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾，52 槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭，63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾，71 槽頭-70槽尾；C起，引出線頭70槽頭-4槽頭；C起相繞組接線順序為4槽尾-14槽尾，14槽頭- 槽頭，24槽尾-42槽尾，42槽頭-41槽尾，41槽頭-40槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32 槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15 槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49槽頭，49槽尾-50槽頭，50槽尾-51槽頭， 51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58槽尾，58槽頭-67槽頭，67槽尾-68槽頭， 68槽尾-69槽頭；另一組引出線頭A運，B運，C運是定轉子作用只產生8極磁動勢場，用於8極運行的定子繞組，其接線順序依次為A運引出線頭21槽頭-1槽頭；A運相繞組接線順序為1槽尾-2槽頭，2槽尾-3槽頭，3槽尾-48槽尾，48槽頭-47尾，47槽頭-46槽尾，46槽頭-37槽頭，37槽尾-38槽頭， 38槽尾-39槽頭，39槽尾-12槽尾，12槽頭-19槽頭，19槽尾-20槽頭，20槽尾-30槽尾， 30槽頭- 槽尾，29槽頭-28槽尾，28槽頭-55槽頭，55槽尾-56槽頭，56槽尾-57槽頭， 57槽尾-66槽尾，66槽頭-65槽尾，65槽頭-64槽尾，64槽頭-7槽尾，7槽頭-8槽尾，8槽頭-18槽頭；B運，引出線頭 槽尾-42槽尾；B運相繞組接線順序為42槽頭-41槽尾，41槽頭-40 槽尾，40槽頭-31槽頭，31槽尾-32槽頭，32槽尾-33槽頭，33槽尾-23槽尾，23槽頭-22槽尾，22槽頭-13槽頭，13槽尾-15槽頭，15槽尾-6槽尾，6槽頭-5槽尾，5槽頭-49槽頭， 49槽尾-50槽頭，50槽尾-51槽頭，51槽尾-60槽尾，60槽頭-59槽尾，59槽頭-58槽尾， 58槽頭-67槽頭，67槽尾-68槽頭，68槽尾-69槽頭，69槽尾-10槽頭，10槽尾-11槽頭， 11槽尾-21槽尾；C運，引出線頭18槽尾-43槽頭；C運相繞組接線順序為43槽尾-44槽頭，44槽尾-45 槽頭，45槽尾-36槽尾，36槽頭-35槽尾，35槽頭-34槽尾，34槽頭-25槽頭，25槽尾槽頭，26槽尾-27槽頭，27槽尾-17槽尾，17槽頭-16槽尾，16槽頭_9槽頭，9槽尾- 尾， 54槽頭-53槽尾，53槽頭-52槽尾，52槽頭-61槽頭，61槽尾-62槽頭，62槽尾-63槽頭， 63槽尾-72槽尾，72槽頭-71槽尾，71槽頭-70槽尾，70槽頭-4槽頭，4槽尾-14槽尾，14 槽頭槽頭。
專利摘要本實用新型為五極起動節能型繞線電動機。涉及一種交流電動機，具體地是涉及一種8極繞線電動機。傳統繞線電動機依靠轉子上的滑環電刷及外設的頻敏電阻(或水電阻)等進行起動；運行時上述器件的存在又使電機效率降低。本實用新型包括有兩組出線頭、兩種不同接法的定子繞組與由雙股並繞，匝數不等的線圈組成的轉子繞組。其特徵是定子繞組由三角形/三角形換相法連接。用於運行時定轉子共同產生8極磁場，電機節能高效運行。用於起動時定轉子交互作用產生同轉向的4，6，8，10，12極磁動勢，合成強大的五極起動轉距，完全代替了傳統繞線電動機上述器件的功能。去除上述器件，簡化了轉子結構，消除滑動觸點帶來的故障隱患；降低了製造成本，提高了該繞線電動機的效率，節約了能源。
文檔編號H02K17/02GK202334211SQ20112041032
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月18日 優先權日2010年11月2日
發明者崔巧智, 郭保安 申請人:郭保安