專利名稱：單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種變極調速的雙速并可串入電阻起動的繞線轉子交流電機，主要是用于起重、冶金以及需要重載起動的設備。
已有的雙速交流電機，如鼠籠電機、繞線轉子電機。鼠籠電機轉子能夠隨著定子自動變極，因而制成變極變速電機比較容易，但普遍存在啟動電流大、啟動轉矩小、對電網(wǎng)沖擊較大、不能頻繁起動等缺點，限制了在冶金、起重行業(yè)的應用。繞線轉子電機不能像鼠籠轉子一樣自動地隨定子變極，而必須通過改變接法或讓電流經(jīng)過不同的路線而實現(xiàn)。以正常雙速繞線轉子交流電機為例，其有繞線轉子、兩套繞組的定子，轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸與定子的端蓋軸承動配合，轉子與外接線設有集電環(huán)(滑環(huán))、碳刷，轉子的繞組都采取同相首尾聯(lián)接或同相首首尾尾聯(lián)接。如用改變接法，則轉子與外接線之間需設有兩套六個集電環(huán)、碳刷，使電機體積增大，滑環(huán)、碳刷故障率較高。如用讓電流經(jīng)過不同的路線(參見附

圖1、2、3、4)，轉子只能在一種速度(一個極)狀態(tài)串入電阻起動，而另一種速度(另一個極)狀態(tài)下轉子內(nèi)部自行短路，無法串入電阻，因而起動電流大，使電機經(jīng)常燒壞。對于大功率的電機的轉子繞組都采用銅排半線圈，繞組的焊接頭特別多，制造比較費事，易出現(xiàn)焊接質量問題。
本實用新型的目的是提供一種結構件較少，用讓電流經(jīng)過不同的路線使轉子變極并在兩種速度狀態(tài)都可串入電阻起動的單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子交流電機。
本實用新型的單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機，有繞線轉子、兩套繞組的定子，轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸與定子的端蓋軸承動配合，而轉子與外接線之間只設有一套三個集電環(huán)、碳刷，轉子的繞組鄰相首尾聯(lián)接或鄰相首首尾尾聯(lián)接(參見附圖5、6、7、8)。由于大膽地采用了繞組鄰相聯(lián)接的結構方式，轉子只需一套繞組，相應的集電環(huán)、碳刷也只需一套。轉子繞組鄰相聯(lián)接就實現(xiàn)了讓電流經(jīng)過不同的路線而隨著定子變極，并使得在兩種速度(極)狀態(tài)下集電環(huán)之間都有電壓，在起動過程中集電環(huán)之間都可以串入電阻，都能達到降低起動電流、提高起動轉矩的效果。同時，這種繞組相鄰相聯(lián)接形成的繞線轉子電機，在兩種極對或速度狀態(tài)下，均表現(xiàn)出一般繞線電機同樣的特性。在運行狀態(tài)，一套集電環(huán)、碳刷的三個集電環(huán)之間短路，也就是按傳統(tǒng)聯(lián)線電源端接在一起，形成一點。對于大功率的繞線轉子電機，轉子的繞組可以采用散嵌繞組，以代替大功率電機常用的銅排半線圈，從而進一步簡化了線圈制作工藝，減少了許多焊接頭，提高了電機的可靠性。
所以說本實用新型與已有技術相比，具有轉子只需一套繞組，及一套相應的集電環(huán)、碳刷，大大簡化了轉子的結構，降低了故障率；轉子繞組鄰相聯(lián)接能在兩種極對或速度狀態(tài)下，都能外接串入電阻，降低起動電流的同時提高起動轉矩，達到了可以在不同狀態(tài)下頻繁起動的效果，并且不影響正常運行性能；在大功率電機中，進一步采用散嵌繞組代替銅排半線圈，進一步簡化了結構和制作工藝，提高了轉子槽利用率，降低了熱損耗，提高了電機輸出功率。
附圖中，圖1表示了已有的繞線轉子繞組同相首尾聯(lián)接的N極簡圖，圖2表示了已有的繞線轉子繞組同相首尾聯(lián)接的2N極簡圖，圖3表示了已有的繞線轉子繞組同相首首尾尾聯(lián)接的N極簡圖，圖4表示了已有的繞線轉子繞組同相首首尾尾聯(lián)接的2N極簡圖，其中N＝2、4、、6、8……；圖5表示了本實用新型的繞線轉子繞組鄰相首尾聯(lián)接的N極簡圖，圖6表示了實用新型的繞線轉子繞組鄰相首尾聯(lián)接的2N極簡圖，圖7表示了實用新型的繞線轉子繞組鄰相首首尾尾聯(lián)接的N極簡圖，圖8表示了實用新型的繞線轉子繞組鄰相首首尾尾聯(lián)接的2N極簡圖，其中N＝2、4、、6、8……；圖9為本實用新型中型吊車用的YZRD355L-6/12(75/75Kw)或YZRD400L-6/12(200/200KW)單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機結構示意圖，圖10為其電機控制原理圖，圖11為其電機轉子繞組接線圖。
以下結合附圖實例進一步說明本實用新型。
這種本實用新型的YZRD355L-6/12(75/75Kw)單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機，有繞線轉子13、兩套繞組的定子12。定子的殼體機座15兩端固定著端蓋17。轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸24與定子端蓋17軸承20、4動配合，轉子繞組與外接線之間只設有單套三個集電環(huán)5、碳刷7。碳刷通過其刷桿6連接在定子的端蓋上，碳刷的外接線和定子外接線引到接線盒10，便于與電源控制設備連接。轉子的槽數(shù)為七十二，轉子的繞組也只為一套繞組，繞組6P為60度相帶，12P為120度相帶。轉子的繞組采取了鄰相聯(lián)接，即繞組鄰相首尾聯(lián)接或鄰相首首尾尾聯(lián)接(參見附圖5、6)，接法為6Y轉子的繞組，見附圖11。這樣，當定子隨著外接電源控制在六極(N極)、十二極(2N極)兩種狀態(tài)轉化，轉子也隨著控制形成六極、十二極兩種狀態(tài)。轉子在六極、十二極兩種狀態(tài)，各集電環(huán)間都有電壓。在起動時，就可以通過外接線在集電環(huán)間串入電阻，使得起動電流減小，同時提高了起動轉矩，都能表現(xiàn)出一般繞線轉子電機能串電阻起動狀態(tài)的特性。在進入正常運行狀態(tài)，三個集電環(huán)之間也就可按傳統(tǒng)聯(lián)線電源端接在一起。
另一種本實用新型的YZRD400L-6/12(200/200KW)單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機，有繞線轉子13、兩套繞組的定子12。定子通過其殼體機座15及兩端的端蓋17與其它部件連接。轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸24與定子端蓋17軸承20、4動配合，轉子繞組與外接線之間只設有單套三個集電環(huán)5、碳刷7。碳刷通過其刷桿連接在定子的端蓋上，碳刷的外接線和定子外接線引到接線盒，通過接線盒與電源控制設備連接，見圖10。轉子的槽數(shù)為七十二，轉子的繞組也只為一套繞組。轉子繞組可形成兩種極對狀態(tài)，其中6P為60度相帶，12P為120度相帶。轉子的繞組采取了鄰相聯(lián)接，即繞組鄰相首尾聯(lián)接或鄰相首首尾尾聯(lián)接(參見附圖5、6)。接法為6Y轉子的繞組采用散嵌繞組，見附圖11。這樣，當定子外接電源隨著控制在六極(N極)、十二極(2N極)兩種狀態(tài)轉化，轉子也隨著控制形成相應的六極、十二極兩種狀態(tài)。轉子在六極、十二極兩種狀態(tài)，各集電環(huán)間都有電壓，可以通過外接線在集電環(huán)間串入電阻來起動，使得起動電流減小，起動轉矩提高，頻繁起動十分順利。
通過對上述兩種滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機形式試驗，特別是外串電阻阻堵轉試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1、表2。都能表現(xiàn)出一般繞線轉子電機串電阻起動的特性和正常的運行特性，達到了一般電機的設計值，而且實現(xiàn)了轉子隨著定子極變，兩種極對狀態(tài)下都可以外串電阻頻繁起動。表1YZRD355L-6/12、YZRD400L-6/12主要性能參數(shù)
表2YZRD355L-6/12、YZRD400L-6/12串電阻堵轉試驗數(shù)據(jù)
權利要求1.一種單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機，有繞線轉子、兩套繞組的定子，轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸與定子的端蓋軸承動配合，其特征在于轉子與外接線之間設有單套三相集電環(huán)、碳刷，轉子的繞組鄰相首尾聯(lián)接或鄰相首首尾尾聯(lián)接。
2.如權利要求1所說的單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機，其特征在于轉子的繞組采用散嵌繞組。
專利摘要本實用新型的單滑環(huán)雙速串電阻起動繞線轉子電機,有繞線轉子、兩套繞組的定子,轉子位于定子內(nèi)并通過轉子軸與定子的端蓋軸承動配合,轉子的繞組鄰相首尾聯(lián)接或鄰相首首尾尾聯(lián)接。轉子只需一套相應的集電環(huán)、碳刷,實現(xiàn)了讓電流經(jīng)過不同的路線而隨著定子變極,并在兩種速度狀態(tài)下集電環(huán)之間都有電壓,在起動過程中集電環(huán)之間串入電阻,都能達到降低起動電流、提高起動轉矩的效果。
文檔編號H02K17/02GK2384365SQ9922470
公開日2000年6月21日 申請日期1999年8月3日 優(yōu)先權日1999年8月3日
發(fā)明者胡家龍, 孫磊道, 梁君生, 王衛(wèi)國, 王麗華 申請人:大連第二電機廠