[发明专利]一种低压大功率多支路永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，进一步说是一种低压大功率多支路永磁同步电动机，特别是关于大型机械装备用的主驱动电机。

背景技术

在诸如：矿山、电力、冶金、石化、水泥以及给排水等行业中的风机、泵类负载和具有较大转动惯量的机械装备中，通常采用大于1kV的高压异步电动机驱动。这种电压等级不仅给电机的设计、制造和维护带来诸多问题，更重要的是对于需要变速节能的传动系统，相应的高压变频器价格十分昂贵，性价比很低。而低压大功率变频器又常常需要采用水冷的方式来冷却，并且目前低压大功率变频器的极限电流值只能在1000A以内。同时异步电动机的效率和功率因数与电机的负载率直接相关，而且在冶金、矿山、电力、水泥等机械装备中，异步电动机无法制成多极。为了满足负载的低速大转矩需要，一般采用异步电动机-齿轮减速机的方式实现。齿轮减速机不仅增加了系统的制造成本，还有传动效率低、振动和噪声严重、润滑油渗漏污染、日常维护工作量大等弊端。

针对以上所述诸多问题，目前国内外的研究比较活跃，代表性的发明专利有：2002年申请的发明专利(专利号：02208573.4)“多功率永磁同步电动机”，发明了一种工作机起动时输出功率大，工作机进入正常运行时电机输出功率降低至工作机运行所需功率的多功率永磁同步电动机。虽然此发明在一定程度上解决了能源浪费问题，但是并没有解决低压大功率条件下的大电流问题。2003年申请的发明专利(专利号：03218033.0)“调速型永磁低速同步电动机”，发明了一种调速型永磁低速同步电动机。其采用了平衡消震装置，该装置利用动力消震原理，使电动机在很大转速范围内平稳运动，结构新颖独特，调整方便可靠，调速范围大，运行平稳。但是也没有解决低压大功率条件下的大电流问题。2004年申请的发明专利(专利号：200420066915.4)“高起动转矩永磁同步电动机”，发明了一种高起动转矩永磁同步电动机，其具有高起动转矩，大过载能力，高的运行效率。解决了主驱动电机动力“大马拉小车”的问题，有明显的节能效果。但是仍然没有解决低压大功率条件下的大电流问题。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提供一种相比同功率电机电压低，电流小，绝缘性好，工作效率高，过载能力强的低压大功率多支路永磁同步电动机。

本发明其解决技术问题所采用的技术方案是，该机包括：永磁同步电动机壳体、转轴、左轴承、前端盖、左轴承外盖、左轴承内盖、机座、定子铁心、定子绕组、转子、永磁体、接线盒、右轴承内盖、右轴承、后端盖、右轴承外盖、风扇、风扇罩，其中接线盒包括螺栓、接线排、接线斗、接线盒座。左轴承外盖和左轴承内盖通过螺栓安装在前端盖上，前端盖、后端盖、接线盒分别用螺栓安装在机座上，左轴承安装在转子上夹在左轴承外盖与左轴承内盖之间，定子铁心直接用螺栓安装在机座上，定子绕组分布在定子铁心上，转子通过左轴承外盖、前端盖、左轴承、左轴承内盖、右轴承内盖、右轴承、右轴承外盖、后端盖安放在机座上，永磁体安放在转子上，风扇套在转轴上，风扇罩套在机座上，定子绕组由多个独立分绕组组成，并对称布置在定子上，各分绕组引出的三相接线端分别与设在机壳上的接线盒中之端子相连，与分绕组相连的接线盒之端子输出端或分别与各接触器电连接，或各变频器电连接。所说的分绕组在定子上对称分布，其组数为小于或等于或2、3、4倍于永磁同步电动机的极数，所说的转子磁路结构是表面式或内置式。

本发明相比现有技术所具有的有益效果是：解决了高压交流电动机作为机械装备主驱动电机时，采用变频调速节能系统中相应高压变频器性价比低问题；克服了低压大功率交流电动机存在的大电流接触器控制问题；避免了低压大功率交流电动机采用低压大功率变频器供电时的电流等级和冷却困难等问题。

当本发明采用工频异步起动时，各支路绕组直接通过接触器与工频电网相连，由于电动机的多条支路分担了原有低压大功率交流电动机的极限电流，通过每条支路接触器的电流减小，避免了以往低压大功率电动机控制系统中，接触器断开时大电流产生有害电弧的现象。系统可以根据电机负载的大小，决定切除或投入支路工作的组数，提高运行绕组的负载率。

当本发明采用多变频器联合供电时，还可以取消用于异步起动的起动绕组，实现永磁同步电动机的变频起动。变频起动过程平稳，性能优越。取消了起动绕组，不但可以降低成本，还能降低加工难度。系统同样可以根据负载的大小，决定投入运行变频器的数量，提高运行变频器的负载率，提高节能效果。