[发明专利]感应电动机

说明书

本发明涉及一种具有单个转子和多个定子的感应电动机，它能够平滑地起动并在从低速到高速的大范围内输出高驱动转矩，更准确地说，涉及一种电动机的相变装置，该装置在由围绕转子的定子产生的、环绕着转子的转子导电构件的旋转磁场中实现移相操作。

就在具有多个定子类型的感应电动机中控制转矩和速度和方法而言，一种适用的常规方法是使定子之间发生相位差。实现这种相位差的一种机械装置可以具有其中依靠定子的相对旋转来产生相位差的配置，因此一种电装置可以具有其中为产生几种类型的相位差而改变定子绕组接线法的配置。其它合用装置包括一种其中结合y-△接线变换的装置。

根据连接到电动机的负载的特性或电动机的用途，例如，需要通过变换电动机的转矩或速度来满足负载和需要在电动机起动时使速度平稳增加，可从上述方法或装置中以若干不同方式选择任何合用方法。

本发明提供一种配置，其中提供有一定的分段相位差值以满足所连接的负载并且参照上述对常规方法的说明可以认为其属于实现相位变换的电装置。

在上面说明的常规电装置中，相变由定子绕组的接线变换实现，因此，当有用的相位差可为0°，60°，120°，180°（电角度）时，所需的开关数量将超过一打或更多。这是这种装置生产成本高的原因之一。

还存在一种普通的感应电动机，其中为改进电动机起动特性起见，提供有一种y-△接线转换装置。在这种电动机中，尽管只有一个定子，但它的接线是相当复杂的。此外，在y至△接线变化发生瞬间，负载电流的短暂中断导致转矩变化，而且，在上述接线变化以后，由负载电流的突然增加和立即产生转矩的突然变化引起不可避免的振动。按照常规y-△接线转换获得的转矩-速度和电流-速度特性曲线如图14所示。

因此，本发明的目的在于提供一种相变装置，其中尽管基于相位差的转矩特性如同利用常规方法获得的被保持不变，但仅需要最少数量的开关用于转换操作，由此导致生产成本的显著降低。应用本发明的相变装置，在有关开关的操作瞬间不会发生负载电流的中断，而仅仅发生很小的转矩变化及负载电流增加。

按照本发明，提供一种感应电动机，它包括：

具有轴向安装在一公共轴上的第一和第二转子铁心，于两个转子铁心之间具有气隙或无磁性部分并在两个转子铁心上具有多个转子导电构件贯穿其中的以单体形式形成的单个转子;

并排排列并环绕面对着相应的转子铁心的第一和第二定子，所述第一和第二定子具有其上绕有多个多相绕组的第一和第二定子铁心，第一和第二定子的多个多相绕组互连，以形成串联△-接法;以及具有分别置于第一和第二定子的不同相位的相应定子绕组的串联结点之间的短路开关，借助短路开关的操作来改变由第一定子产生的围绕第一转子铁心的旋转磁场和第二定子产生的围绕第二转子铁心的旋转磁场之间的相位差的相变装置。

在起动时，按照本发明，将电动机的定子绕组的接线配置为经由定子绕组的接线形成预定电相位差的串联△-接线法或并联y-接线法。由此获得的相位差可以是180°，120°和60°中的任何一个。在具有这种接线法的定子绕组中，提供有用来在定子绕组串联连接的各个接点之间实现短路的短路开关。例如，这种开关可由用来对一定串联连接点进行短路的第一短路开关和用来对其它接点进行短路的第二短路开关组成。由于将第一短路开关如此安排使得在其接通时仅短路掉部分串联接点，因此导致定子绕组一度不平衡。当第二短路开关也接通时，定子绕组的接线再次变为平衡连接。

由此，在电动机起动时定子绕组的接线是产生预定相位差（180°，120°和60°中之一）的串联△-接线法的情况下，当第一开关接通时，该接线法变为非平衡连接，而当第二开关也接通时，该接线法变为并联y-接线法，其相位差不同于串联△-接线法。在这种情况下，当具有-电相位差（180°，120°或60°）的串联△-接线法象现在这样直接变为并联y-接法时，相位差也同时变化。特别，当串联△-接法直接变为并联y-接法时，相应相位差变为180°→120°，120°→60°，以及60°→0°。