專利名稱：輸送機用雙功率感應電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電動機技術領域，特別涉及一種輸送機用雙功率感應電動機。
背景技術：
皮帶輸送機是我國煤礦開采中廣泛應用的機械傳送裝置，其拖動負載隨著輸送量 的大小不斷發生變化，有時重載運行，有時又輕載運行，同時，很多場合還要求輸送電機具 有雙電壓工作能力，為適應這樣的負載運行狀況，電動機一般要按重載運行要求選配。這樣 就造成了電機在輕載運行時實際負載率小，效率和功率因數低下。皮帶輸送機中使用在潮 濕的環境，防護等級要求高，且易受被輸送物品的沖擊。為解決上述問題，國內外曾提出很多技術方案，例如，高轉差電機，永磁電機，雙 定子電機，也有采用晶閘管調降壓運行，變頻電源，無功補償裝置，以及電機定子繞組采用 Y" Δ接法等。但是，這些技術方案或性能改進不大，或成本太高，或控制轉換復雜、可靠性 差。并不能真正滿足我國煤礦輸送機的需要，實際上也很難推廣應用。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種起動轉矩大，運行效率和功率因數高，控制簡便，可 靠性好，空載時電流能顯著下降，節能效果好，抗沖擊，防護等級高的輸送機用雙功率感應 電動機。本實用新型為實現上述目的所采取的技術方案是該輸送機用雙功率感應電動 機，包括機殼、轉子和定子繞組，其特征在于所述機殼采用焊接制成的機殼，機殼防護等級 ΙΡ55，機殼上設有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用△ +Y接線法或Υ+Υ接線 法，增加三個出線端子，所述△+Y接線法的△接法端部為對應高功率接線的端子，Y接法 端部為對應低功率接線的端子；所述Υ+Υ接線法的第IY型接法的端部為對應高功率接線的 端子，第2Υ型接法端部為對應低功率接線的端子，所述△ +Y接線法或Υ+Υ接線法的高功率 接線的端子與低功率接線的端子接線轉換由兩個接觸器實現轉換連接。采用上述技術方案的有益效果該輸送機用雙功率感應電動機是為煤礦皮帶輸送 機重載起動和不斷變化的負載運行特點設計的，而建立在交流電機繞組理論基礎上的減匝 技術，通過在繞組設計中矢量分析法和計算機諧波析法的應用，保證了繞組對應兩個功率 檔既有各自的特點又具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機負載的工況需求。與現有技術 相比，機殼采用焊接制成的機殼，強度高，可承受輸送料如煤的沖擊，機殼防護等級ΙΡ55，適 應在潮濕、防爆要求較高場所使用，機殼上設有冷凝水排水閥，電機機殼內的冷凝水可通過 該排水閥排出，且滿足防爆的要求。由于定子繞組采用了每相分段引線法，具有了滿足適用 不同負載變化所需的兩檔可輸出電壓；由于定子繞組采用了獨特的串連匝數減匝技術和可 轉換接線方式，具有了可選擇的高、低兩個功率檔，其中高功率檔具有高啟動轉矩，用于重 載起動和運行，起動過程完畢，可視負載情況，保持高功率檔運行或是轉入低功率檔運行。 并且可根據煤礦輸送機的負載工況變化，實現運行雙功率檔的自動切換，使電動機運行系統與皮帶輸送機負載系統具有了很好的匹配性能。因此，本實用新型輸送機用雙功率感應 電動機，具有起動轉矩大，運行效率和功率因數高，控制簡便，可靠性好，空載時電流能顯著 下降，節能效果更好等特點。
現結合附圖進一步說明本實用新型輸送機用雙功率感應電動機的結構特征。圖1本實用新型電機定子繞組Δ+Y接線的結構示意圖；圖2本實用新型電機定子繞組Υ+Υ接線的結構示意圖；圖3本實用新型實施例極數2ρ = 4，槽數Z = 48的定子繞組相位圖；圖4標準60°相帶繞組的三相繞組槽號，即Υ+Υ接法的低功率檔定子繞組示意 圖；圖5本實用新型實施例極數ρ = 2，槽數Z = 48定子繞組Δ+Y接線的結構示意 圖；圖6本實用新型實施例極數ρ = 2，槽數Z = 48定子繞組Υ+Υ接線的結構示意圖；圖7極數2ρ = 4，槽數Z = 48，y = 10三相繞組磁勢諧波分析示意圖。
具體實施方式
該輸送機用雙功率感應電動機，包括機殼、轉子和定子繞組。其中機殼采用焊接制 成的機殼，機殼防護等級IP55，機殼上設有冷凝水排水閥。如圖1本實用新型電機定子繞 組Δ+Υ接線的結構示意圖、圖2本發明電機定子繞組Y+Y接線的結構示意圖，新型電機定 子繞組每相分為三段分別以下標“ Δ，Y1，Y2”區分，每相有5個出線端，三相共有15個出線 端，其中9個出線端用于改變繞組內部連接，實現兩種電壓按需要引出；另外6個出線端則 是為連接外部三相電源作不同功率等級轉換所引出的，分別以“UH、VH、WH”和“UL、VL、WL” 區分，表示高、低兩個功率等級。對于八+￥接線法，若三相電源從出線端“皿、￥!1、1!1”接入，這時三相繞組為Δ接 法，對應高功率檔；若三相電源從出線端“UL、VL、WL”接入，這時三相繞組為Δ+Υ接法，對 應低功率檔。對于Υ+Υ接線法，若三相電源從出線端“UH、VH、WH”接入，這時三相繞組為Y接法， 對應高功率檔；若三相電源從出線端“UL、VL、WL”接入，這時三相繞組為Y+Y接法，對應低 功率檔。當電壓等級確定后，采用兩個接觸器即可簡便可靠地進行雙功率兩檔切換。所述的接線方式，采用了定子繞組串連匝數“減匝”是電機容量增大的設計思想， 也即按電機容量分配，由高到低對應兩個功率檔的電機繞組每相串連匝數逐漸減少，低功 率檔對應最多匝數，高功率檔對應最少匝數，這樣使得各個功率檔之間具備最簡單也最可 靠的轉換方式，也能夠適應輸送機負載變化時保持電機高效運行的工況要求。繞組“減匝” 技術通過在繞組設計中矢量分析法和計算機諧波分析法的應用，保證了繞組對應的兩個功 率檔既有各自的特點又具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機負載的工況需求。實施例一實施例以輸送機常用極數2p = 4，槽數Z = 48的三相繞組為例具體說明。如圖3、4、5、6、7所示，圖3本實用新型實施例極數2p = 4，槽數Z = 48的定子繞組相位圖；圖4 標準60°相帶繞組的三相繞組槽號，即Y+Y接法的低功率檔定子繞組示意圖；在標準方案的基礎上，根據輸送機負載工況特點，選擇每相去掉4個槽號，圖4標 示為“ΑΔ、ΒΔ、CA ”，對應高功率檔的三相繞組槽號劃分方案，三相繞組線圈可采用Y接法 或是△接法，以適應不同電壓等級。上述去掉的4個槽號還需要在低功率檔時重新接入， 接入方式可視ΑΔ、ΒΔ、0Δ三相繞組線圈采用的接法而定。若為Y接法一般采用單路串 聯接入方式，即形成三相Υ+Υ接法，若為△接法在單電壓的情況下一般也可采用單路串聯 接入方式，但是在雙電壓的情況下則需采用雙路并聯再與△接法串連，而形成三相Δ+Υ接 法。兩路并聯槽號的劃分要注意這兩路之間的感應電勢平衡。在低功率檔也即標準60°相帶繞組基礎上去掉一部分線圈槽號，使電機負載能力 增大，從而得到高功率檔。但是應該對所有可能的“減匝”繞組方案進行諧波分析，根據諧 波分析結果篩選得到所要求的最終繞組方案。如圖7極數2ρ = 4，槽數Z = 48,y = 10三相繞組磁勢諧波分析示意圖。列出了 其中高功率檔繞組方案的分析到極數Z-p的磁動勢諧波分析結果和對應低功率檔的標準 60°相帶繞組諧波分析結果。可以看出，當取線圈節距y = 10時，每相去掉4個槽號后的 高功率檔繞組方案，繞組系數為0. 9440，與標準60°相帶繞組系數0. 9250相比還要高，而 且磁勢反轉分量為0，說明這時三相繞組對稱，并保持了較高的導體利用率。其次，考慮到高功率檔多用于完成輸送機的起動過程，因此，還必須限制與4極基 波同轉向的正轉高次諧波幅值。分析表明，高功率檔繞組在極數52時較大的高次正轉諧波 的相對幅值僅為2. 4449 %，不超過4%。因此，根據這樣的諧波分析結果，以及根據繞組性 能一般準則判斷，可知采用適當“減匝”技術的每相繞組在丟掉了一些線圈后，高功率檔對 應繞組仍然保持了與標準60°相帶繞組相近的良好性能，可以滿足應用要求。如圖5本實用新型實施例極數ρ = 2，槽數Z = 48定子繞組Δ+Y接線的結構示意 圖；圖6本實用新型實施例極數ρ = 2，槽數Z = 48定子繞組Υ+Υ接線的結構示意圖；可以 看出，低功率檔每相有16個線圈，高功率檔每相有12個線圈，低功率檔與高功率檔線圈數 比值為16/12 =1.33,而且還可以根據設計要求調整，顯然，這樣的匝數比值與Y/ Δ轉換匝 數比值V^相比，更能適合大多數情況下電機負載的工況。由此分析可知，本實用新型定子單繞組結構，所采用新的Δ+Υ/Υ+Υ接線方式可適 應兩種電壓，其中Δ+Υ接線方式或是Υ+Υ接線方式保證了兩功率檔只需有6個出線端，采 用兩個三相接觸器就可以進行切換，控制極為簡便可靠，而建立在交流電機線組理論基礎 上的減匝技術，通過在繞組設計中矢量分析法和計算機諧波分析法的應用，保證了線圈對 應兩個功率檔既有著各自的特點又具有良好的性能，完全能滿足輸送機負載工況的需求。 與現有技術相比，具有起動轉矩大，運行效率和功率因數高，控制簡便，可靠性好，空載時電 流能顯著下降，節能效果更好等特點。其獨特的優勢也因此在大多數電機系統節能領域會 有良好的應用前景，為我國在這一技術領域的技術進步起到了一定的推動作用。
權利要求一種輸送機用雙功率感應電動機，包括機殼、轉子和定子繞組，其特征在于所述機殼采用焊接制成的機殼，機殼防護等級IP55，機殼上設有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用Δ+Y接線法或Y+Y接線法，增加三個出線端子，所述Δ+Y接線法的Δ接法端部為對應高功率接線的端子，Y接法端部為對應低功率接線的端子；所述Y+Y接線法的第1Y型接法的端部為對應高功率接線的端子，第2Y型接法端部為對應低功率接線的端子，所述Δ+Y接線法或Y+Y接線法的高功率接線的端子與低功率接線的端子接線轉換由兩個接觸器實現轉換連接。
專利摘要本實用新型公開了一種輸送機用雙功率感應電動機，包括機殼、轉子和定子繞組，其特征在于所述機殼采用焊接制成的機殼，機殼防護等級IP55，機殼上設有冷凝水排水閥，所述定子繞組每相分為三段，采用Δ+Y接線法或Y+Y接線法，所述Δ+Y接線法的Δ接法端部為對應高功率接線的端子，Y接法端部為對應低功率接線的端子；所述Y+Y接線法的第1Y型接法的端部為對應高功率接線的端子，第2Y型接法端部為對應低功率接線的端子，所述Δ+Y接線法或Y+Y接線法的高功率接線的端子與低功率接線的端子接線轉換由兩個接觸器實現轉換連接。與現有技術相比，具有起動轉矩大，運行效率和功率因數高，控制簡便，可靠性好，空載電流顯著下降，節能效果更好等特點。
文檔編號H02K3/28GK201752099SQ20102026625
公開日2011年2月23日 申請日期2010年7月13日 優先權日2009年9月1日
發明者易以睦, 王雪帆 申請人:南陽防爆集團新普電機有限公司;華中科技大學