[发明专利]一种变速三相异步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相变速三相异步电动机，尤其是采用改变三相定子绕组的接法及相绕组分绕组的接法实现三相异步电动机的多速运行。在一些不需要平滑调速的场合，它可以替代变频调速异步电动机。

背景技术

要想使三相异步电动机在宽广的范围内平滑调速，现广泛使用的是变频调速，它不但可以使电动机在宽广的范围内调速，不同速度下电机的运行性能较好，而且在电机节能方面，变频器有其他调速设备不可比拟的优势。但其不足之处是需要变频器及其控制系统，这将使得电机系统运行成本提高，控制系统复杂且容易出现故障，而且较大容量的三相异步电动机使用的变频器仍然需要进口，同时当变频电机应用于某些恶劣运行环境时，由于电机控制系统的问题，容易造成电机的局部放电，绝缘损坏。对于使用变频调速的电机，一般需要重新设计三相异步电动机。

对于现代电网而言，三相异步电机的用电量占到电网总电量的70％左右，低压变频器的输入电流具有很大的高次谐波成份，这些谐波对电网造成“谐波污染”的同时，还降低了变频器输入电路的功率因数，增加电动机转矩的脉动和电机的发热，从而影响电机绕组的绝缘，同时还将影响并联在电网上运行的其他负载。

变频器设备还存在寿命短的问题，其寿命主要决定于电解电容，电解电容的寿命与其运行温度和纹波电流直接相关，对于一般的可变负载，在运行环境满足设计条件时，电解电容器的寿命只有8年左右。

在某些驱动场合三相异步电动机只需在多个速度下运行，而不需要平滑调速，发明一种在宽广范围内多速运行的三相异步电机，具有现实应用价值和一定的社会经济意义。

发明内容

本发明是在现有三相异步电动机的基础上，以改变三相定子绕组的接法及相绕组分绕组的接法，实现三相异步电动机的多速运行，即为一种变速三相异步电动机。

为了实现三相异步电动机多速运行，本发明所采取的措施包括三相异步电动机，其结构特征如下：

实现电机四速运行时，设置电机定子绕组为两个分绕组，两个分绕组的线径、匝数以及分布构成均相同；

或将每相两分绕组并联，定子绕组采用三角形接法，实现电机的高速运行；

或将每相两分绕组串联，定子绕组采用星形接法，实现电机的低速运行；

或将每相两分绕组并联，定子绕组采用星形接法，实现电机的次高速运行；

或将每相两分绕组串联，定子绕组采用三角形接法，实现电机的次低速运行。

实现电机八速运行时，设置电机每相定子绕组为三套分绕组，其中两套绕组的线径、匝数及分布构成均相同，而另一套绕组线径和分布规律与前两套绕组相同或不同；

或将绕组1和绕组2并联、绕组3开路，定子绕组采用三角形接法，实现电机的额定速度运行；

或将绕组1和绕组3串联、绕组2开路，定子绕组采用三角形接法，实现电机80％～90％速度运行；

或将绕组1和绕组2并联、绕组3开路，定子绕组采用星形接法，实现电机70％～80％速度运行；

或将绕组1和绕组2串联、绕组3开路，定子绕组采用三角形接法，实现电机50％～60％速度运行；

或将绕组1和绕组3串联、绕组2开路，定子绕组采用星形接法，实现电机40％～50％速度运行；

或将绕组1和绕组2串联、绕组3绕组开路，定子绕组采用星形接法，实现电机30％～40％速度运行；

或将绕组1、绕组2和绕组3串联，定子绕组采用三角形接法，实现电机20％～30％速度运行；

或将绕组1、绕组2和绕组3绕组串联，定子绕组采用星形接法，实现电机10％～20％速度运行；

通过上述改变电机绕组接法，实现电机在额定转速以下的宽广范围内多速运行。

本发明提供的一种变速三相异步电动机，当需要实现电机四速运行时，将电机定子绕组由两个分绕组构成，两分绕组的线径、匝数以及分布规律均相同；或将每相两分绕组并联，定子绕组采用三角形接法，实现电机的高速运行；或将每相两分绕组串联，定子绕组采用星形接法，实现电机的低速运行；或将每相两分绕组并联，定子绕组采用星形接法，实现电机的次高速运行；或将每相两分绕组串联，定子绕组采用三角形接法，实现电机的次低速运行。

本发明通过上述改变电机绕组接法，可以使普通的三相异步电动机不需要任何辅助设备的情况下，实现在宽广的范围内多速运行的目的。在一些不需要连续平滑调速的驱动场合，它可以代替变频调速异步电动机的运行系统，以克服使用变频调速造成的运行成本升高，电网谐波污染增大，对三相异步电动机性能要求更高等不足。