[发明专利]节能多速异步电动机

说明书

本发明所述的节能多速异步电动机是指一种新系列多规格变极多速异步电动机，该电机可以广泛地应用风机、水泵起重机、制糖、造纸、机床等各种分级变速工业电力驱动领域。

本发明所属技术领域的现有技术是变极调速异步电动机，如YD系列变极调速电机，其性能水平与国外同类产品接近，其特点是双速机6根引出线头数，三速机或四速机都采用双绕组，其引出线头数为9～12根。但现有YD系列多速异步电机在双速以上的三速机和四速机中，都设置双套三相绕组，有不同跨距值、但只有一套载流投入运行，故电机绕组利用率或其载流率实际上各变速级都只有50%，从而降低了电动机单位重量的输出容量，并且同时降低了电动机的效率。为了克服上述电机的缺点，发明一种新系列多变速级、宽速比、轻重量、低造价的异步电动机是十分必要的。

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的任务是设计一种新系列多规格变极多速异步机和发明一种制造该电机的方法。从而发展了变极多速异步机的变速等级，提高输出功率、改进传动效率、加宽调速比。研究发展变极调速新技术，在传统的变极法即反向法和换相法的基础上引进移相法。这种新技术的实质属于广义多变量函数最佳综合在异步电动机变极调速中的应用。由于这种电机结构的合理性会使该电机的奇特功能得到更广泛的应用。

本发明是一种由机座、定子铁芯、转子、转轴所组成的节能多速异步电动机，其特征如附图所示。定子三相绕组可以是单套绕组双套绕组或多套绕组并且均为全负荷绕组，各套绕组变极调速时均载流全部投入运行，其绕组的引线头数在9头至36头之间，根据定子的不同引线可以分成子绕组进行分组组合，其组合型式为三速机、四速机或五速机。本发明在电机的制造上即定子三相绕组的嵌线方法和接线方式除采用传统的“反向法”和“换向法”以外又采用一种新的方法即“移相法”以解决同一槽中，同一相绕组上、下层通正向、负向电流时使磁势抵消为零，从而消除磁势不对称导致磁场畸变问题。采用双套三相绕组时可获得变极数为2根、4极、6极、8极、12极等五种，同时保持最小引线头数平均不大于20根，引线头数的多少与变极等级数有关，也与电动机输出功率的大小和效率的高低密切相关，本发明允许采用一套、双套或多套不同跨距值的三相绕组，但要求电机绕组有接近100%的载流率。本发明所述的最大变极数或最佳变极数因变量2P_i的可取值是依据下列隐函数公式获得的：

2P_i＝f（D_i/l_s·Z₁·Z₂·Y_k·S·∑N·W·M）……（1）

式中各个自变量含义：

D_i-定子铁芯内径;

l_s-定子铁芯有效长度;

Z₁-定子槽数

Z₂-转子槽数;

Y_k-三相绕组的跨距;

S-绕组层数;

∑N-总的引出线头根数;

W-三相绕组套数;

M-△或Y或多个△，多个Y串并联接线方式;

2P_i-容许变极数因变量;

因变量2P_i的可取值为：

2P_i＝2·4·6·8·10·12（14）·16·18·20·24·36·48

本发明所述的“移相法”是指变极前后不改变绕组的三相属性，通过△·Y或多个△·Y串并联接线解决绕组在同一个槽内，上下层导线互成180°载流，磁势抵消为零问题，从而提高变极范围的一种新方法。

本发明所述的节能多速异步电动机可以代替现有的JDO₂、JDO₃或YD型三速或四速异步电动机，这种新型电机与同体积、同重量的YD132M₂-8/6/4型三速异步电动机相比、其单位重量的功率称利用系数平均增大60%，效率平均提高6%。对于本发明的四速异步电机可以覆盖全部45千瓦以下系列单速异步电动机并且覆盖全部YD三速异步电动机三个品种的变速范围。本发明四速机与YD三速机相比较在效率相等的条件下，其利用系数要比YD系列电机高50～100%。本发明宽速比、低速三速机与BJZD-21型电动机相比较，其利用系数高90%效率高5%。调速比大60%，综上所述可知本发明的应用将给生产电机的工业带来巨大的经济效益和社会效益。

本发明的附图是节能多速异步电动机结构示意图。图中：

1-机座

2-定子铁芯

3-定子三相绕组