專利名稱：恒轉矩三速單相異步電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機，具體為一種恒轉矩三速單相異步電動機。
背景技術：
單相異步電動機調速主要有變頻調速、變極調速、變壓調速等。變頻調速成本高；變極調速速度跨距大，換接線復雜，調速繞組在副繞組中或主繞組中雖接法簡單，但電機運行效率較低；變壓調速需有電抗器、變壓器等調壓部件。
發明內容
本發明主要針對現有單相異步電動機調速存在的缺陷和不足，提供一種調速方便且運行效率高的恒轉矩三速單相異步電動機。
本發明是采用如下技術方案實現的恒轉矩三速單相異步電動機，包含定子、轉子、嵌入定子槽內的主繞組、副繞組和與副繞組串接的電容，主、副繞組包括嵌入相同定子槽中的三套繞組。將主、副繞組的三套繞組的線端從電機出線盒上引出；使用時，電機需低速運行時，主繞組的三套繞組相串聯，副繞組的三套繞組相串聯，在電源電壓不變的情況下繞組每匝所承受的電壓下降，電機低速旋轉；將主、副繞組的第一、第二套繞組相串聯(甩開第三套繞組)，繞組每匝所承受的電壓上升，電機中速運行；將第二、第三套繞組串聯再與第一套繞組并聯，此時繞組每匝所承受的電壓最大，電機高速運行。可以看出，通過主、副繞組的三套繞組的不同連接方式，改變了繞組每匝承受的電壓(現有技術中的變壓調速是通過調節電源電壓來實現的)，因此，本發明所述電機的調速實質上仍屬于變壓調速。
根據電機設計理論，為了調節轉速，在主繞組低匝數時(針對本發明主要是在第一套繞組下)，磁路應處于不飽和狀態。磁負荷偏低，尤其在廣泛使用冷軋硅鋼板時，電機的鐵損耗較低，也有利于提高電機的運行效率。
本發明所述電機的高速運行連接方式猶如繞組的并繞根數增加，主、副繞組截面增大，電阻減小，因此銅耗低，電機高速運行時運行效率較高。為進一步提高電機特別是高速運行下的效率，主、副繞組的三套繞組的匝數滿足第一套繞組的匝數等于第二、第三套繞組匝數之和。這樣，在高速運行下，主、副繞組的截面恰好相當于增加一倍。在此條件下(并在一定的電容值時)，電機高速運行的效率可達到70％以上。
本發明所述的恒轉矩三速單相異步電動機調速簡單、易行，只需在電機的接線盒(或各繞組的引出線端)處改變主、副繞組三套繞組的連接方式即可實現三速調速；同時該電機最大轉矩下對應的轉差率較大(在0.4以上)，電機運行的穩定區較大，調速范圍較寬。該電機在主繞組低匝數時，磁路為不飽和設計，同時由于高速運行的連接方式相當于主、副繞組的截面增大，電機三速運行的效率都高于普通單相異步電動機，高速運行的效率尤其突出，可達70％以上。該電機耐用，短路電流小(約為1.1倍的額定電流)，能避免電機因短路而受到意外損傷。
圖1為采用本發明所述技術內容制造的一臺具體單相異步電動機——外轉子單相異步電動機的結構示意圖；圖2為本發明所述電動機低速運行時主、副繞組的三套繞組的連接示意圖；圖3為本發明所述電動機中速運行時主、副繞組的三套繞組的連接示意圖；圖4為本發明所述電動機高速運行時主、副繞組的三套繞組的連接示意圖；具體實施方式
恒轉矩三速單相異步電動機，包含定子、轉子、嵌入定子槽內的主繞組、副繞組和與副繞組串接的電容，主、副繞組包括嵌入相同定子槽中的三套繞組。
將主、副繞組的三套繞組的線端從電機出線盒上或直接引出，同時將電容的兩端也從電機的出線盒上或直接引出，以便于改變繞組的連接方式。本發明中的定子繞組形式可采用公知的繞組形式，如單、雙迭繞組、單層同心式繞組或單層鏈式繞組。
具體實施例方式
基于一種外轉子單相異步電動機。該外轉子單相異步電動機為6極、內定子24槽，主、副繞組各占12槽(主、副繞組所占槽數可在電機設計中選擇)，其中，主繞組的三套繞組每一線圈的匝數分別為116、40、76，副繞組的三套繞組每一線圈的匝數分別為106、36、70，主、副繞組的三套繞組每一線圈的匝數確定電機低轉速，通過改變連接方式電機的中、高轉速也相應確定，因此，根據實際需要在電機設計過程中通過改變主、副繞組的三套繞組的匝數來確定不同的低、中、高轉速。該外轉子單相異步電動機按照上述的匝數，其低、中、高轉速在一定轉矩下分別為400±10％轉/分、620±10％轉/分、780±10％轉/分。該外轉子單相異步電動機的繞組采用單層鏈式繞組。
隨著電機轉速的降低其轉矩有所增加，但在低速運行下繞組每匝承受的電壓下降，又促使轉矩有所減小，因此，本發明所述的電機在三速下轉矩基本恒定。上述的處轉子單相異步電動機低速運行的效率可達30-40％，中速運行的效率可達50-60％，高速運行的效率可達70％以上(該外轉子單相異步電動機主、副繞組的三套繞組的匝數滿足第一套繞組的匝數等于第二、第三套繞組匝數之和)。三速下的運行效率均高于同等條件下的現有單相異步電動機。
該外轉子單相異步電動機的后端蓋與外轉子機殼3制成一體(連體鑄出)，且執行旋轉任務，前端蓋1中部有伸出的靜止套筒，內定子鐵心4固定在靜止套筒上，主軸5的一端與后端蓋固定并支撐于固定于靜止套筒內腔的軸承上。外轉子機殼3內固定有外轉子鐵心2，主、副繞組的三套繞組6嵌入內定子槽。該外轉子單相異步電動機采用上述結構，嵌線方便，結構緊湊，零部件少。
權利要求
1.一種恒轉矩三速單相異步電動機，包含定子、轉子、嵌入定子槽內的主繞組、副繞組和與副繞組串接的電容，其特征為主、副繞組包括嵌入相同定子槽中的三套繞組。
2.如權利要求1所述的恒轉矩三速單相異步電動機，其特征為主、副繞組的三套繞組的匝數滿足第一套繞組的匝數等于第二、第三套繞組匝數之和。
3.如權利要求1或2所述的恒轉矩三速單相異步電動機，其特征為所述的恒轉矩三速單相異步電動機為外轉子單相異步電動機，該外轉子單相異步電動機的后端蓋與外轉子機殼(3)制成一體，前端蓋(1)中部有伸出的靜止套筒，內定子鐵心(4)固定在靜止套筒上，主軸(5)的一端與后端蓋固定并支撐于固定于靜止套筒內腔的軸承上。
全文摘要
本發明涉及電動機，具體為一種恒轉矩三速單相異步電動機。其包含定子、轉子、嵌入定子槽內的主繞組、副繞組和與副繞組串接的電容，主、副繞組包括嵌入相同定子槽中的三套繞組。低速運行時，三套繞組相串聯；中速運行時，第一、二套繞組相串聯；高速運行時，第二、三套繞組串聯再與第一套繞組相并聯。該恒轉矩三速單相異步電動機調速簡單、易行，只需在電機的接線盒或各繞組的引出線端處改變主、副繞組三套繞組的連接方式即可實現三速調速；同時該電機在恒轉矩下對應的轉差率較大，電機運行的穩定區較大，調速范圍較寬。該電機三速運行的效率都高于普通單相異步電動機，高速運行的效率尤其突出，可達70％以上。
文檔編號H02K17/02GK1599208SQ20041001243
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月21日 優先權日2004年7月21日
發明者王淑紅, 劉星達, 張濤 申請人:王淑紅, 劉星達, 張濤