專利名稱：輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
皮帶輸送機(jī)是我國煤礦開采中廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳送裝置，其拖動(dòng)負(fù)載隨著輸送 量的大小不斷發(fā)生變化，有時(shí)重載運(yùn)行，有時(shí)又輕載運(yùn)行，同時(shí)，很多場(chǎng)合還要求輸送 電機(jī)具有雙電壓工作能力，為適應(yīng)這樣的負(fù)載運(yùn)行狀況，電動(dòng)機(jī)一般要按重載運(yùn)行要求 選配。這樣就造成了電機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)實(shí)際負(fù)載率小，效率和功率因數(shù)低下。
為解決上述問題，國內(nèi)外曾提出很多技術(shù)方案，例如，高轉(zhuǎn)差電機(jī)，永磁電 機(jī)，雙定子電機(jī)，也有采用晶閘管調(diào)降壓運(yùn)行，變頻電源，無功補(bǔ)償裝置，以及電機(jī)定 子繞組采用Y-A接法等。但是，這些技術(shù)方案或性能改進(jìn)不大，或成本太高，或控制轉(zhuǎn) 換復(fù)雜、可靠性差。并不能真正滿足我國煤礦輸送機(jī)的需要，實(shí)際上也很難推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡(jiǎn)便，可 靠性好，空載時(shí)電流能顯著下降，節(jié)能效果好的輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案，是一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng) 機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子繞組，所述定子繞組采用了每相分段引線法、獨(dú)特的A+Y/Y+Y可 轉(zhuǎn)換接線方式和串連匝數(shù)減匝技術(shù)。使定子三相繞組每相分段引線內(nèi)部連接適應(yīng)兩檔不 同需要的電壓；定子繞組可轉(zhuǎn)換接線對(duì)應(yīng)高、低兩個(gè)功率檔，每相串連匝數(shù)逐漸減少， 低功率檔對(duì)應(yīng)最多匝數(shù)，高功率檔對(duì)應(yīng)最少匝數(shù)。 所述的每相分段引線是將每相分為三段，增加三個(gè)出線端，以便按需要改變繞 組內(nèi)部連接，適應(yīng)兩個(gè)不同電壓輸出。 所述的串連匝數(shù)減匝技術(shù)是減少相串連線圈匝數(shù)，使電機(jī)負(fù)載能力或容量增 大，即按電機(jī)容量分配，對(duì)應(yīng)由低到高兩個(gè)功率檔。又使剩余線圈繞組仍然保持與標(biāo)準(zhǔn) 60°相帶繞組相近的良好的性能。 所述的兩個(gè)功率檔轉(zhuǎn)換是采用兩個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)。 由于輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是為煤礦皮帶輸送機(jī)重載起動(dòng)和不斷變化的 負(fù)載運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，而建立在交流電機(jī)繞組理論基礎(chǔ)上的減匝技術(shù)，通過在繞組設(shè)計(jì) 中矢量分析法和計(jì)算機(jī)諧波析法的應(yīng)用，保證了繞組對(duì)應(yīng)兩個(gè)功率檔既有各自的特點(diǎn)又 具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機(jī)負(fù)載的工況需求。 本發(fā)明為電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種理想的輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，與 現(xiàn)有技術(shù)相比，由于定子繞組采用了每相分段引線法，具有了滿足適用不同負(fù)載變化所 需的兩檔可輸出電壓；由于定子繞組采用了獨(dú)特的串連匝數(shù)減匝技術(shù)和可轉(zhuǎn)換接線方 式，具有了可選擇的高、低兩個(gè)功率檔，其中高功率檔具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用于重載起動(dòng) 和運(yùn)行，起動(dòng)過程完畢，可視負(fù)載情況，保持高功率檔運(yùn)行或是轉(zhuǎn)入低功率檔運(yùn)行。并
3且可根據(jù)煤礦輸送機(jī)的負(fù)載工況變化，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行雙功率檔的自動(dòng)切換，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行系 統(tǒng)與皮帶輸送機(jī)負(fù)載系統(tǒng)具有了很好的匹配性能。因此，本發(fā)明輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電 動(dòng)機(jī)，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡(jiǎn)便，可靠性好，空載時(shí)電流能 顯著下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。


現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。 圖1本發(fā)明電機(jī)定子繞組A+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本發(fā)明電機(jī)定子繞組Y+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3本發(fā)明實(shí)施例極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48的定子繞組相位圖； 圖4標(biāo)準(zhǔn)60°相帶繞組的三相繞組槽號(hào)，即Y+Y接法的低功率檔定子繞組示意
圖； 圖5本發(fā)明實(shí)施例極數(shù)p = 2，槽數(shù)Z二48定子繞組A+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6本發(fā)明實(shí)施例極數(shù)p = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組Y+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48， y = 10三相繞組磁勢(shì)諧波分析示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l本發(fā)明電機(jī)定子繞組A+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖、圖2本發(fā)明電機(jī)定子繞組 Y+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖，新型電機(jī)定子繞組每相分為三段分別以下標(biāo)"A， Yl， Y2" 區(qū)分，每相有5個(gè)出線端，三相共有15個(gè)出線端，其中9個(gè)出線端用于改變繞組內(nèi)部連 接，實(shí)現(xiàn)兩種電壓按需要引出；另外6個(gè)出線端則是為連接外部三相電源作不同功率等 級(jí)轉(zhuǎn)換所引出的，分別以"UH、 VH、 WH"禾P "Ul、 V。 Wl"區(qū)分，表示高、低兩個(gè) 功率等級(jí)。 對(duì)于A+Y接線法，若三相電源從出線端"UH、 VH、 WH"接入，這時(shí)三相繞組 為A接法，對(duì)應(yīng)高功率檔；若三相電源從出線端"Ul、 V。 Wl"接入，這時(shí)三相繞組 為A+Y接法，對(duì)應(yīng)低功率檔。 對(duì)于Y+Y接線法，若三相電源從出線端"UH、 VH、 WH"接入，這時(shí)三相繞組 為Y接法，對(duì)應(yīng)高功率檔；若三相電源從出線端"Ul、 V。 Wl"接入，這時(shí)三相繞組 為Y+Y接法，對(duì)應(yīng)低功率檔。 當(dāng)電壓等級(jí)確定后，采用兩個(gè)接觸器即可簡(jiǎn)便可靠地進(jìn)行雙功率兩檔切換。
所述的接線方式，采用了定子繞組串連匝數(shù)"減匝"是電機(jī)容量增大的設(shè)計(jì) 思想，也即按電機(jī)容量分配，由高到低對(duì)應(yīng)兩個(gè)功率檔的電機(jī)繞組每相串連匝數(shù)逐漸 減少，低功率檔對(duì)應(yīng)最多匝數(shù)，高功率檔對(duì)應(yīng)最少匝數(shù)，這樣使得各個(gè)功率檔之間具備 最簡(jiǎn)單也最可靠的轉(zhuǎn)換方式，也能夠適應(yīng)輸送機(jī)負(fù)載變化時(shí)保持電機(jī)高效運(yùn)行的工況要 求。繞組"減匝"技術(shù)通過在繞組設(shè)計(jì)中矢量分析法和計(jì)算機(jī)諧波分析法的應(yīng)用，保證 了繞組對(duì)應(yīng)的兩個(gè)功率檔既有各自的特點(diǎn)又具有良好的性能，完全能夠滿足輸送機(jī)負(fù)載 的工況需求。
實(shí)施例一 實(shí)施例以輸送機(jī)常用極數(shù)2p二4，槽數(shù)Z二48的三相繞組為例具體說明。如圖
43、 4、 5、 6、 7所示，圖3本實(shí)用新型實(shí)施例極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48的定子繞組相位 圖；圖4標(biāo)準(zhǔn)60。相帶繞組的三相繞組槽號(hào)，即Y+Y接法的低功率檔定子繞組示意圖；
在標(biāo)準(zhǔn)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)輸送機(jī)負(fù)載工況特點(diǎn)，選擇每相去掉4個(gè)槽號(hào)，圖4 標(biāo)示為"AA、 BA、 CA"，對(duì)應(yīng)高功率檔的三相繞組槽號(hào)劃分方案，三相繞組線圈可采 用Y接法或是A接法，以適應(yīng)不同電壓等級(jí)。上述去掉的4個(gè)槽號(hào)還需要在低功率檔時(shí) 重新接入，接入方式可視A,、 BA、 CA三相繞組線圈采用的接法而定。若為Y接法一般 采用單路串聯(lián)接入方式，即形成三相Y+Y接法，若為A接法在單電壓的情況下一般也可 采用單路串聯(lián)接入方式，但是在雙電壓的情況下則需采用雙路并聯(lián)再與A接法串連，而 形成三相A+Y接法。兩路并聯(lián)槽號(hào)的劃分要注意這兩路之間的感應(yīng)電勢(shì)平衡。
在低功率檔也即標(biāo)準(zhǔn)60。相帶繞組基礎(chǔ)上去掉一部分線圈槽號(hào)，使電機(jī)負(fù)載能 力增大，從而得到高功率檔。但是應(yīng)該對(duì)所有可能的"減匝"繞組方案進(jìn)行諧波分析， 根據(jù)諧波分析結(jié)果篩選得到所要求的最終繞組方案。 如圖7極數(shù)2p = 4，槽數(shù)Z = 48， y = 10三相繞組磁勢(shì)諧波分析示意圖。列 出了其中高功率檔繞組方案的分析到極數(shù)Z-p的磁動(dòng)勢(shì)諧波分析結(jié)果和對(duì)應(yīng)低功率檔的標(biāo) 準(zhǔn)60°相帶繞組諧波分析結(jié)果?？梢钥闯?，當(dāng)取線圈節(jié)距y二10時(shí)，每相去掉4個(gè)槽號(hào) 后的高功率檔繞組方案，繞組系數(shù)為0.9440，與標(biāo)準(zhǔn)6(T相帶繞組系數(shù)0.9250相比還要 高，而且磁勢(shì)反轉(zhuǎn)分量為O，說明這時(shí)三相繞組對(duì)稱，并保持了較高的導(dǎo)體利用率。
其次，考慮到高功率檔多用于完成輸送機(jī)的起動(dòng)過程，因此，還必須限制與4 極基波同轉(zhuǎn)向的正轉(zhuǎn)高次諧波幅值。分析表明，高功率檔繞組在極數(shù)52時(shí)較大的高次正 轉(zhuǎn)諧波的相對(duì)幅值僅為2.4449%，不超過4%。因此，根據(jù)這樣的諧波分析結(jié)果，以及 根據(jù)繞組性能一般準(zhǔn)則判斷，可知采用適當(dāng)"減匝"技術(shù)的每相繞組在丟掉了一些線圈 后，高功率檔對(duì)應(yīng)繞組仍然保持了與標(biāo)準(zhǔn)60。相帶繞組相近的良好性能，可以滿足應(yīng)用 要求。 如圖5本發(fā)明實(shí)施例極數(shù)p = 2，槽數(shù)Z = 48定子繞組A+Y接線的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6本發(fā)明實(shí)施例極數(shù)p二2，槽數(shù)Z二48定子繞組Y+Y接線的結(jié)構(gòu)示意圖；可以 看出，低功率檔每相有16個(gè)線圈，高功率檔每相有12個(gè)線圈，低功率檔與高功率檔線圈 數(shù)比值為16/12 = 1.33，而且還可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整，顯然，這樣的匝數(shù)比值與Y/A轉(zhuǎn) 換匝數(shù)比值VI相比，更能適合大多數(shù)情況下電機(jī)負(fù)載的工況。 由此分析可知，本發(fā)明定子單繞組結(jié)構(gòu)，所采用新的A+Y/Y+Y接線方式可適 應(yīng)兩種電壓，其中A+Y接線方式或是Y+Y接線方式保證了兩功率檔只需有6個(gè)出線端， 采用兩個(gè)三相接觸器就可以進(jìn)行切換，控制極為簡(jiǎn)便可靠，而建立在交流電機(jī)線組理論 基礎(chǔ)上的減匝技術(shù)，通過在繞組設(shè)計(jì)中矢量分析法和計(jì)算機(jī)諧波分析法的應(yīng)用，保證了 線圈對(duì)應(yīng)兩個(gè)功率檔既有著各自的特點(diǎn)又具有良好的性能，完全能滿足輸送機(jī)負(fù)載工況 的需求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡(jiǎn)便，可靠 性好，空載時(shí)電流能顯著下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)也因此在大多數(shù)電 機(jī)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域會(huì)有良好的應(yīng)用前景，為我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步起到了一定的 推動(dòng)作用。
權(quán)利要求
一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，具有轉(zhuǎn)子、定子繞組，其特征是定子繞組采用每相分段引線，改變內(nèi)部連接實(shí)現(xiàn)兩檔電壓；可轉(zhuǎn)換的Δ+Y/Y+Y接線和減匝技術(shù)，具有高、低兩個(gè)功率檔，每相串聯(lián)線圈匝數(shù)逐漸減少，低功率檔對(duì)應(yīng)最多匝數(shù)，高功率檔對(duì)應(yīng)最少匝數(shù)；所述的兩個(gè)功率檔轉(zhuǎn)換采用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其特征是電機(jī)定子繞組每相 分為三段，分別以下標(biāo)"A， Yl， Y2"區(qū)分，每相有5個(gè)出線端，三相共有15個(gè)出線 端，其中9個(gè)出線端用于改變繞組內(nèi)部連接，實(shí)現(xiàn)兩檔電壓引出；
3. 根據(jù)權(quán)利要求2—種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其特征是其中6個(gè)出線端是 為連接外部三相電源作兩檔功率轉(zhuǎn)換引出的；對(duì)于A+Y接線法，若三相電源從出線端UH、 VH、 WH"接入，這時(shí)三相繞組為A接法，對(duì)應(yīng)高功率檔；若三相電源從出線 "Ul、 V。
Wl"接入，這時(shí)三相繞組為A+Y接法，對(duì)應(yīng)低功率檔；對(duì)于Y+Y接線 ，若三相電源從出線端"UH、 VH、 WH"接入，這時(shí)三相繞組為Y接法，對(duì)應(yīng)高功率 ;若三相電源從出線端"Ul、 Vl、 Wl"接入，這時(shí)三相繞組為Y+Y接法，對(duì)應(yīng)低功 檔。"端法檔率
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子繞組，其特點(diǎn)是定子繞組采用每相分段引線，改變內(nèi)部連接適用兩檔電壓；獨(dú)特的Δ+Y/Y+Y可轉(zhuǎn)換接線和減匝技術(shù)，具有高、低兩個(gè)功率檔，每相串聯(lián)線圈匝數(shù)逐漸減少，低功率檔對(duì)應(yīng)最多匝數(shù)，高功率檔對(duì)應(yīng)最少匝數(shù)，其中高功率檔具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用于重載起動(dòng)和運(yùn)行，起動(dòng)過程完畢可視負(fù)載工況保持高功率運(yùn)行或是轉(zhuǎn)入低功率運(yùn)行。并且可根據(jù)煤礦輸送機(jī)的負(fù)載變化，用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行雙功率檔的自動(dòng)切換。因此，本發(fā)明輸送機(jī)用雙功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行效率和功率因數(shù)高，控制簡(jiǎn)便，可靠性好，空載電流顯著下降，節(jié)能效果更好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K3/28GK101692593SQ20091017082
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者易以睦, 王雪帆 申請(qǐng)人:南陽防爆集團(tuán)新普電機(jī)有限公司;華中科技大學(xué)