專利名稱：一種新型的高效節(jié)能調(diào)速電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的交流無級調(diào)速三相異步電動機。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，許多原來不調(diào)速的生產(chǎn)機械現(xiàn)在有了調(diào)速的要求，如風(fēng)機、水泵、輥道、傳送帶、某些小型軋鋼機、球磨機、礦山用鉆孔機等。如果將其中的一部分改為調(diào)速運行，不但可以節(jié)省電能，而且還可以提高生產(chǎn)能力和保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)按電動機種類主要可以分為三種類型1、調(diào)節(jié)電動機定子側(cè)供電頻率的變頻調(diào)速；2、調(diào)節(jié)電動機定子側(cè)供電電壓的調(diào)壓調(diào)速；3、串級調(diào)速；其中，變頻調(diào)速由于國產(chǎn)變頻器受到國內(nèi)電子器件質(zhì)量的限制，而進口變頻器價格昂貴，不易維修，并且變頻器目前還受到容量的限制，不能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中多數(shù)大、中容量的需要。
調(diào)壓調(diào)速是一種消耗轉(zhuǎn)差功率的低效調(diào)速方法，采用這種方法的調(diào)速裝置，機械特性軟，精度差，調(diào)速范圍較小，并且溫升高，噪音大，諧波損耗及附加損耗增加，對電網(wǎng)的影響較大，一般只適用于小功率的電機調(diào)速。
普通串級調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下
其轉(zhuǎn)差功率循環(huán)路徑是
普通串級調(diào)速系統(tǒng)通過逆變變壓器反饋電網(wǎng)的轉(zhuǎn)差功率，系統(tǒng)的損耗大，如銅損、鐵損、諧波損耗等，電機溫升大，系統(tǒng)運行壽命短，使系統(tǒng)效率降低。由于采用逆變變壓器，投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，電流的諧波成分雖經(jīng)逆變變壓器的特殊接法可消除一些，但余下的諧波成分仍要隨著轉(zhuǎn)差功率的回饋被帶進電網(wǎng)，使電源污染，其后果既會對電機和電網(wǎng)上其它負載產(chǎn)生不良影響，也會給逆變器的控制帶來麻煩。
本實用新型的目的就是提供一種新型的高效節(jié)能調(diào)速電機，它是根據(jù)內(nèi)反饋可控硅串級調(diào)速原理而最新設(shè)計的特種電機，與普通串級調(diào)速電機相比，取消了體積龐大而且造價昂貴的逆變變壓器，可將轉(zhuǎn)差功率反饋于電機本身，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計合理，可以有效地抑制諧波污染，節(jié)能效果顯著，能適應(yīng)大、中容量負載的調(diào)速要求。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在普通繞線式三相感應(yīng)電動機的定子上加繞一組三相對稱分布繞組，稱為反饋繞組，此繞組應(yīng)和原繞組有相同的繞向及繞組形式，并根據(jù)電機額定電壓與原繞組(定子繞組)成雙圈式或自耦式。該系統(tǒng)將轉(zhuǎn)子繞組與反饋繞組經(jīng)電子換向器相連。通過整流、逆變、控制等環(huán)節(jié)，改變電子換向器中有源逆變器的逆變角，從而改變附加在轉(zhuǎn)子繞組上的外加反電動勢的大小，達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差功率通過電機的反饋繞組回饋到電機內(nèi)部，在電機的反饋繞組側(cè)有電容補償裝置，可在電機內(nèi)部進行功率因數(shù)補償。
新型的高效節(jié)能調(diào)速電機的結(jié)構(gòu)如下
該電機調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差功率的循環(huán)路徑為
新型的高效節(jié)能調(diào)速電機的特殊結(jié)構(gòu)決定了它有以下優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單，降低了成本。
省去了逆變變壓器和與之相關(guān)的增容、保護裝置，并省去了一個高壓開關(guān)柜及高壓電纜，占地面積縮小了30％。由于施工簡單，節(jié)省了基建費用，系統(tǒng)造價降低。結(jié)構(gòu)的簡化，使整個系統(tǒng)運行故障率相應(yīng)減少，可靠性提高。
(2)提高了電機拖動和系統(tǒng)的節(jié)能效率。
轉(zhuǎn)差功率在內(nèi)反饋系統(tǒng)里的循環(huán)避免了普通串調(diào)系統(tǒng)中須經(jīng)過的逆變變壓器，則與其相關(guān)的銅損、鐵損、諧波損耗等大大降低，效率大大提高。
(3)有效地抑制諧波污染。
高效節(jié)能調(diào)速電機的轉(zhuǎn)差功率是通過電機的反饋繞組回饋電機內(nèi)部的，在內(nèi)補償裝置里加入適量的濾波電感會濾去一定含量的諧波，同時通過調(diào)節(jié)繞組的短矩、分布接法可進一步抑制諧波污染，從而大大減少了五次、七次諧波含量。
(4)采用內(nèi)補償裝置，可有效地提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，且僅使用低壓電容器件便可實現(xiàn)功率因數(shù)補償。
高效節(jié)能調(diào)速電機，當(dāng)補償電容器的電纜ì與ì相迭加后會使ì的去磁作用有效地減弱，降低無功損耗，同時也會避免上述的危險運行狀況，使系統(tǒng)的可靠性增強。
實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。


圖1為高效節(jié)能調(diào)速電機的原理圖。
圖2為內(nèi)反饋串級調(diào)速三相異步電動機無內(nèi)補償時向量圖。
圖3為內(nèi)反饋串級調(diào)速三相異步電動機有內(nèi)補償時向量圖。
圖4為電機本體的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖詳細說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細節(jié)和工作情況。
如圖1、其中的序號分別表示為負載(1)、高壓開關(guān)柜(2)、電動機(3)、變流柜(4)、啟動柜(5)、補償柜(6)。
如圖4、其中的序號分別表示為軸承(1)、轉(zhuǎn)子繞組(2)、定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)、反饋繞組(5)、定子繞組(6)、滑環(huán)(7)。
當(dāng)接通380V控制電源時，繼電器動作，將頻敏電阻器串入轉(zhuǎn)子回路，同時，電機定子側(cè)電源接通。
在不調(diào)速狀態(tài)時，與普通異步機一樣，定子產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場，反饋繞組與定子繞組的感應(yīng)作用，產(chǎn)生反饋繞組的電動勢E3(E3為反饋繞組的開路電壓)。
在調(diào)速狀態(tài)時，通過可控硅將E3反射到轉(zhuǎn)子回路中，相當(dāng)于在轉(zhuǎn)子回路加入了一個可調(diào)的附加電動勢Ef，用自整角機或電子觸發(fā)線路，可人為地控制可控硅的導(dǎo)通角(逆變角)β，即可控制附加電動勢Ef的大小，由于轉(zhuǎn)子電勢SE20的頻率隨轉(zhuǎn)速變化，故通過二極管將其整流逆變與Ef相迭加，從而改變轉(zhuǎn)子回路電流的大小。通過改變逆變角β的大小，可改變異步電動機轉(zhuǎn)差S的大小，β增大，S減少，β減小，S增大，從而實現(xiàn)異步電動機的調(diào)速。
權(quán)利要求1.一種新型的高效節(jié)能調(diào)速電機，由高壓電網(wǎng)、高壓開關(guān)柜、電機定子繞組、電機反饋繞組、電機轉(zhuǎn)子繞組、整流逆變裝置、濾波裝置、電容補償裝置構(gòu)成，其特征在于在普通繞線式三相感應(yīng)電動機的定子上加繞一組三相對稱分布繞組(稱為反饋繞組)，在電機的反饋繞組側(cè)有電容補償裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機，其特征是反饋繞組應(yīng)和原繞組有相同的繞向及繞組形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反饋繞組，其特征是該繞組可根據(jù)電機額定電壓與原繞組(定子繞組)成雙圈式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反饋繞組，其特征是該繞組也可根據(jù)電機額定電壓與原繞組(定子繞組)成自耦式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機，其特征是將轉(zhuǎn)子繞組與反饋繞組經(jīng)電子換向器相聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機，其特征是通過整流、逆變、控制等環(huán)節(jié)，改變電子換向器中有源逆變器的逆變角，進而改變附加在轉(zhuǎn)子繞組上的外加反電動勢的大小。
專利摘要一種新型的高效節(jié)能調(diào)速電機，由高壓電網(wǎng)、高壓開關(guān)柜、電機定子繞組、電機反饋繞組、電機轉(zhuǎn)子繞組、整流逆變裝置、濾波裝置和電容補償裝置構(gòu)成，它是在普通繞線式三相感應(yīng)電動機的定子上加繞一組三相對稱分布繞組，調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差功率通過電機的反饋繞組回饋到電機內(nèi)部，電機的反饋繞組側(cè)有電容補償裝置，可在電機內(nèi)部進行功率因數(shù)補償，該電機結(jié)構(gòu)簡單，可有效地抑制諧波污染，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，達到無級調(diào)速和節(jié)能的目的。
文檔編號H02K17/02GK2118365SQ92222398
公開日1992年10月7日 申請日期1992年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月23日
發(fā)明者沈太福 申請人:沈太福