[实用新型]高功率因数异步电动机

说明书

本实用新型发明涉及一种高功率因数的异步电动机，它是采用自藕升压电容补偿方式进行重新设计的一种新型异步电动机，属于电机工程领域。

目前我国电力网的功率因数较低，尤其广大农村的低压电网达不到国家要求。如此造成网损加大，输送能力下降，能源浪费。造成这种状况的主要原因是约占低压用电设备85％以上的作为电网主要负荷的异步电动机的功率因数较低，尤其当转速降低时功率因数又变低。况且实践证明小容量或低速电动机，或当电机轻载时功率因数更低。因此，为提高电网的功率因数，通常的办法是随机的在配电网的二次侧进行电容投切，以兹补偿。但要注意此时并不改变电动机本身功率因数大小。显然，这样的做法具有许多不足之处。首先他需要一整套电容投切及放电装置，第二投切的电容时机一般是随机的，因此操作不便。再有所用的电容由于电压等级低，其造价较高。最根本的是如此进行并没有真正改变电网负荷的性质。

本发明的异步电动机的目的在于：一改电动机本身为感性负载的现象，利用电容器在电机内部进行自身补偿，从而提高电机本身的功率因数，同时应用此种电机负载，使电网的功率因数在电机功率变化的全域范围内都保持高功率因数水平，并且电机效率也有所提高，是一种新型的节能型异步电动机。本发明的电动机在行业领域的资料中无任何记载，并且同类电动机在我国生产实践中还未见到。

以下结合附图对本发明的异步电动机进行详细阐述。附图1为本发明的异步电动机的电气线路图。图中电机的定子绕组由主绕组（M）和附加绕组（N）并带有容性负载（P）组成。主绕组（M）中三相绕组连成星形（Y），A、B、C三个端为电源输入端；附加绕组（N）中每相绕组的一端分别连接于主绕组（M）中A、B、C三个端上，而附加绕组（N）中每相绕组的另一端则分别连接于容性负载（P）的三个端上；在容性负载（P）中，三个电容支路构成三角形（△）接法。图中Q为电动机的转子。如此绕组连接形式，构成了三相自藕升压变压器。在运行时又相当于一台第一绕组（主绕组）励磁，第二绕组（附加绕组）带容性负载，第三绕组（转子）输出机械功率的三绕组变压器。当主绕组（M）和附加绕组（N）之间每相的匝数比为最佳时，可使电容器上的电压升高，故本电动机采用高压800～1000伏级的电容器。本电动机在制造中无特殊要求，电机的定子每槽中均有相同匝数的主绕组（M）和附加绕组（N），二者混合嵌入槽中。

本发明的异步电动机有如下特点：

（1）功率因数高，并于全域范围内保持cosφ＝1的水平，故有直角补偿特性，如图2所示曲线。图2纵坐标为功率因数cosφ，横坐标为电机输出功率P₂，P_N表示额定功率。当电动机空载、轻载（1／4额定功率）时，能使功率因数补偿到2.8以上，在其它负载下保持cosφ≈1，并且不受电网电压波动的影响；

（2）效率与Y系列电动机相当或略提高2～3％；

（3）结构简单，生产工艺无特殊要求，绕组接线与普通电动机完全相同，符合Y系列异步电动机的技术条件；

（4）采用高压电容器（800～1000伏级），在同一无功功率情况下，比常规补偿用电容器（400伏级）造价节约三分之一，而电容量约为常规补偿电容器的四分之一倍，并对电网有串联性质，对电网电压的稳定，起一定作用。

（5）对于那些低速运行机械，由于采用低速电动机功率因数低，而采用高速电动机又需机械变速装置的场合，本电动机有突出优点。对于低速，容量较大电动机，补偿效果较为突出。

本发明异步电动机样机，实际测试完全达到上述性能要求。