專利名稱：助磁式籠型異步電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機，具體地說，是涉及一種用于電力拖動系統的籠型異步電動機。
背景技術：
通常，公知的三相(單相)籠型異步電動機，一般包括定子和轉子兩大部份，以及端蓋、軸承、機座、風扇等部件。由定子繞組產生旋轉磁場，在旋轉磁場的作用下轉子繞組中產生感應電勢，從而產生感應電流。感應電流在旋轉磁場中受到力的作用，從而產生電磁轉矩，帶動負載，將電能轉換成機械能。現有的籠型三相(單相)異步電動機作為把電能轉換為機械能的能量轉換裝置，雖然轉換效率比較高，但在能量轉換過程中還是存在一定損耗。在電動機損耗中，包含各種形式損耗，鐵損耗、銅耗以及機械損耗、雜散損耗等。另外，作為電動機特性的指標，除了效率外，還有功率因數cosθ，由于三相(單向)異步電動機產生旋轉磁場，要求電源供給必要的勵磁電流，所以現有的籠型三相(單相)異步電動機輕載的功率因數和效率特別是空載的功率因數和效率較低。
發明內容為了克服已有技術中籠型異步電動機效率及功率因數較低的不足，本發明提供一種能夠提高電動機效率和功率因數的助磁式籠型異步電動機。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種助磁式籠型異步電動機，包括定子、籠型轉子，所述的定子由鐵心、定子繞組和基座組成，鐵心安裝在所述的基座上，所述的定子繞組繞接在所述的鐵心上，所述的籠型轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成，轉子繞組繞接在轉子鐵心上，所述的轉子鐵心與轉軸連接，還包括有一中空的轉子支架、一具有磁性的內助磁轉子，所述的轉子支架與轉子鐵心固定連接，所述的轉子支架套接固定在所述的轉軸上，所述的內助磁轉子安裝于轉子支架內部，所述的內助磁轉子套接在所述的轉軸上。所述的電機可以是單相電機或者三相電機。
進一步，所述的內助磁轉子包括磁鋼、軟鋼、兩個含油軸承、含油纖維，所述的磁鋼位于內助磁轉子的最外層，軟鋼連接所述的磁鋼和含油軸承，位于兩端的含油軸承與轉軸配合，兩個含油軸承之間是含油纖維。
再進一步，所述的內助磁轉子與所述的轉子支架之間設有滑動墊片。
更進一步，所述內助磁轉子的兩個含油軸承之間的跨距內的轉軸上開有油槽。
本發明所述的助磁式籠型異步電動機的有益效果1、定子繞組通電后定轉子鐵心氣隙中產生旋轉磁場，籠型轉子旋轉時帶動轉軸旋轉輸出機械功率，內助磁轉子，可相對于轉軸旋轉，運行時作同步速運行，旋轉磁場與內磁轉子相對于定子以n0的轉速旋轉，內助磁轉子的磁場與定子繞組相交鏈，在定子繞組中感應出感應電勢，則定子繞組總的電勢增加，勵磁電流減小，可改善功率因數。
2、由于內助磁轉子存在，氣隙磁場與轉子繞組的耦合度變大，轉子繞組在同一轉速時產生的感應電勢增大，轉子電流增大，電磁轉矩增大，當帶動同一負載時，電機的轉差率S就小，機械特性變硬，由于對于同一負載S較小，這轉差功率損耗減小，同時因定子電流減小，電機銅耗減小，電機的總損耗減小，效率提高。
圖1是本發明所述的助磁式籠型異步電動機的總結構圖；圖2是本發明所述的助磁式籠型異步電動機的內助磁轉子結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述。
實施例1參照圖1、圖2，一種助磁式籠型異步電動機，所述的電動機是三相電機，其包括定子1、籠型轉子2，定子1由鐵心、定子繞組和基座組成，鐵心安裝在基座上，定子繞組繞接在鐵心上，籠型轉子2由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸5組成，轉子繞組繞接在轉子鐵心上，轉子鐵心與一轉子支架3固定連接、轉子支架3與轉軸5固定連接。轉子支架3與轉子鐵心固定連接，轉子支架3套接固定在轉軸5上，內助磁轉子4安裝于轉子支架3內部，內助磁轉子4套接在轉軸5上，所述的內助磁轉子4能相對于籠型轉子及轉軸旋轉。內助磁轉子4包括磁鋼6、軟鋼7、兩個含油軸承8、含油纖維9，磁鋼6位于內助磁轉子的最外層，軟鋼7連接磁鋼6和含油軸承8，位于兩端的含油軸承8與轉軸5滑動配合，兩個含油軸承之間是含油纖維9。內助磁轉子4與轉子支架3之間設有滑動墊片10。兩個含油軸承之間的跨距內的轉軸上開有油槽11。
定子1是由鐵心、定子繞組和機座組成，是產生旋轉磁場的部件。定子鐵心是電機磁路的一部分，它是用0.5毫米厚的硅鋼片疊裝壓緊成為一個整體。定子繞組是電動機中有規定功能的一組線圈，是電路的一部分，由帶絕緣的銅導線繞成許多線圈連接而成。機座的主要用途是支撐定子鐵心和固定端蓋。轉子2，它是由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸5組成。轉軸5是傳遞功率的，由中碳鋼制成，兩端的軸頸和軸承相配合，支撐在端蓋上。轉子鐵心也是電動機磁路的一部分，也用0.5毫米厚的硅鋼片疊成。轉子鐵心固定在轉子支架上。轉子鐵心呈圓柱形。在轉子支架3內部，轉軸5上安裝內助磁轉子4。內助磁轉子4的結構如圖2所示，磁鋼6和定子磁場共同產生旋轉磁場，永磁材料采用鐵氧體或稀土。軟鋼7用來支撐磁鋼6，連接磁鋼6和含油軸承8，是磁路的一部分。考慮到內助磁轉子運行是為同步速旋轉，無鐵耗，可選用普通軟鋼。含油軸承8和含油纖維9，含油軸承8使內助磁轉子4能相對轉軸自由轉動。含油纖維9配合轉軸上的油槽11，使得含油纖維中的機油能使內轉子軸承長期保持潤滑狀態，保持長期良好的運行狀態。墊片10可以防止內助磁轉子4相對轉軸5轉動時接觸到籠型轉子支架3。
電動機定子1三相對稱繞組加三相對稱電壓，定子繞組產生三相對稱電流，從而產生定子旋轉磁場，運行時，內助磁轉子4相對于定子以n0的轉速與旋轉磁場一起做同步運行。籠型轉子2相對于定子1以n的轉速旋轉，旋轉磁場與內助磁磁場共同構成同步旋轉的氣隙磁場，以Δn的相對速度切割轉子繞組，在轉子繞組中產生感應電勢、電流，從而產生電磁轉矩，驅動負載。
由于旋轉磁場與內磁轉子相對于定子以n0的轉速旋轉，內助磁轉子的磁場與定子繞組相交鏈，在定子繞組中感應出感應電勢，相當于同步電機的電樞電勢E0，所以電動機的定子繞組產生的感應電勢E·=j4.44f1N1k(Φ·1+Φ·0)]]>式中 ——定子勵磁電流產生的勵磁磁通 ——內磁轉子與定子繞組相交鏈產生的磁通f1——電源頻率N1k——每相定子繞組的有效匝數由上式可知 愈大則E0愈大，勵磁電流就愈小，可改善功率因數。
另外，當內助磁轉子4存在時，氣隙磁場與轉子繞組的耦合度變大。所以，轉子繞組在同一轉速時產生的感應電勢增大，轉子電流增大，電磁轉矩增大，當帶動同一負載時，電機的轉差率S就小，機械特性變硬。由于對于同一負載S較小，使轉差功率損耗減小，同時因定子電流減小，電機銅耗減小，因此，電機的總損耗減小，效率提高。
比較本發明所述的助磁式三相異步電動機和普通的三相異步電動機，電機在輕載時，效率有了明顯的提高，隨著負載的增大，效率改善作用減小，但在額定負載時仍明顯改善。功率因數助磁電機也較普通電機明顯改善。從機械特性看，發明的電機的機械特性的硬度明顯提高，而且，同一電壓下電機的過載能力明顯提高。
實施例2參照圖1、圖2，一種助磁式籠型異步電動機，所述的電動機是單相電機，電機的基本結構與實施例1中的三相籠型異步電動機相同。
其工作過程是電動機定子1單相繞組(輔助繞組接移相電容起動或運行)加單相電壓，定子繞組產生單相電流，從而產生定子橢圓旋轉磁場，運行時，內助磁轉子4相對于定子以n0的轉速與旋轉磁場一起做同步運行。籠型轉子2相對于定子1以n的轉速旋轉，旋轉磁場與內助磁磁場共同構成同步旋轉的氣隙磁場，以Δn的相對速度切割轉子繞組，在轉子繞組中產生感應電勢、電流，從而產生電磁轉矩，驅動負載。
由于旋轉磁場與內磁轉子相對于定子以n0的轉速旋轉，內助磁轉子的磁場與定子繞組相交鏈，在定子繞組中感應出感應電勢，相當于同步電機的電樞電勢E0，所以電動機的定子繞組產生的感應電勢E·=j4.44f1N1k(Φ·1+Φ·0)]]>式中 ——定子勵磁電流產生的勵磁磁通 ——內磁轉子與定子繞組相交鏈產生的磁通f1——電源頻率N1k——每相定子繞組的有效匝數由上式可知 愈大則E0愈大，勵磁電流就愈小，可改善功率因數。
另外，當內助磁轉子4存在時，氣隙磁場與轉子繞組的耦合度變大。所以，轉子繞組在同一轉速時產生的感應電勢增大，轉子電流增大，電磁轉矩增大，當帶動同一負載時，電機的轉差率S就小，機械特性變硬。由于對于同一負載S較小，使轉差功率損耗減小，同時因定子電流減小，電機銅耗減小，因此，電機的總損耗減小，效率提高。
比較本發明所述的助磁式單相異步電動機和普通的單相異步電動機，電機在輕載時，效率有了明顯的提高，隨著負載的增大，效率改善作用減小，但在額定負載時仍明顯改善。功率因數助磁電機也較普通電機明顯改善。從機械特性看，發明的電機的機械特性的硬度明顯提高，而且，同一電壓下電機的過載能力明顯提高。
權利要求
1.一種助磁式籠型異步電動機，包括定子、籠型轉子，所述的定子由鐵心、定子繞組和基座組成，鐵心安裝在所述的基座上，所述的定子繞組繞接在所述的鐵心上，所述的籠型轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成，轉子繞組繞接在轉子鐵心上，所述的轉子鐵心與轉軸連接，其特征在于還包括有一中空的轉子支架、一具有磁性的內助磁轉子，所述的轉子支架與轉子鐵心固定連接，所述的轉子支架套接固定在所述的轉軸上，所述的內助磁轉子安裝于轉子支架內部，所述的內助磁轉子套接在所述的轉軸上。
2.如權利要求1所述的助磁式籠型異步電動機，其特征在于所述的內助磁轉子包括磁鋼、軟鋼、兩個含油軸承、含油纖維，所述的磁鋼位于內助磁轉子的最外層，軟鋼連接所述的磁鋼和含油軸承，位于兩端的含油軸承與轉軸配合，兩個含油軸承之間是含油纖維。
3.如權利要求2所述的助磁式籠型異步電動機，其特征在于所述的內助磁轉子與所述的轉子支架之間設有滑動墊片。
4.如權利要求2或者3所述的助磁式籠型異步電動機，其特征在于所述內助磁轉子的兩個含油軸承之間的跨距內的轉軸上開有油槽。
全文摘要
一種助磁式籠型異步電動機，包括定子、籠型轉子，定子由鐵心、定子繞組和基座組成，鐵心安裝在所述的基座上，定子繞組繞接在鐵心上，籠型轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成，轉子繞組繞接在轉子鐵心上，轉子鐵心與轉軸連接，還包括有一中空的轉子支架、一具有磁性的內助磁轉子，轉子支架與轉子鐵心固定連接，轉子支架套接固定在轉軸上，內助磁轉子安裝于轉子支架內部，內助磁轉子套接在轉軸上。本發明提供一種能夠提高電動機效率和功率因數的助磁式籠型異步電動機。
文檔編號H02K17/16GK1728513SQ20041005341
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月28日 優先權日2004年7月28日
發明者馮浩, 曹文明 申請人:浙江工業大學