[发明专利]一种三相感应电动机及其调速方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及多级调速的电力拖动(传动)技术领域，具体是指一种三相感应电动机及其调速方法。

(二)背景技术

目前，三相感应电动机主要有如下五种调速方法：变频调速、变极调速、串级调速、电磁滑差离合器调速和调压调速。变频调速虽有良好的调速平滑性，但它给电网带来不容忽视的谐波污染，这种污染已经成为一种公害，同时，谐波对三相感应电动机本身也带来损耗增加、效率降低、功率因数下降等不良影响。变极调速虽然成本低廉、无谐波污染，但调速级数太少，使其应用受到限制。串级调速虽然有良好的性能，但装置复杂、成本高昂，难以在中、小容量的三相感应电动机中获得应用。电磁滑差离合器调速虽然成本较串级调速低，但效率较低、低速静差率大、过载能力小，而且为双机组合结构，体积大，成本仍然偏高。调压调速需要附加调压装置(如变压器、饱和电抗器等)，使成本增加；若调压装置采用电力电子设备，则还会带来谐波污染及对三相感应电动机本身产生影响等危害。

(三)发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术中存在的缺陷，提供一种成本低、效率高、可靠性高、无谐波污染、可多级调速的三相感应电动机及其调速方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：三相感应电动机含一个定子和一个转子，定子上有相轴固定不动的定相绕组和相轴可以移动的动相绕组，转子上最多一套绕组，定相绕组和动相绕组各产生一个旋转磁场，这两个有空间相位差的旋转磁场在转子导条中产生相应的有时间相位差的两个感应电势，通过改变动相绕组的出线，来移动动相绕组的相轴，从而改变两个旋转磁场之间的空间相位差，进而改变转子导条中两个感应电势之间的时间相位差，因而改变转子导条中的合成感应电势和电流，从而改变三相感应电动机的电磁转矩和转子的转速。每改变一次动相绕组的出线，就得到一个新的转速。本发明的调速方法可以称为变线移相调速法，为有级调速。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：相对于变频调速、串级调速、电磁滑差离合器调速和调压调速等调速方式而言，本发明的变相调速几乎可以说是“零调速装置”，因为它没有附加如变压器、饱和电抗器、电力电子调压器、变频器等电磁或电力电子装置，它所需要的调速装置与变极调速类似，即只需要开关及其控制装置。这样一来，就带来成本低、可靠性高、无谐波污染、无谐波对三相感应电动机本身的影响等优势和有益效果。相对于变极调速而言，虽然同为有级调速，但本发明的调速级数大大增加。本发明没有任何有害效果。

(四)附图说明

图1是z_t为偶数时动相绕组的槽号相位图；

图2是z_t为偶数时动相绕组的出线图；

图3是z_t为奇数时动相绕组的槽号相位图；

图4是z_t为奇数时动相绕组的出线图；

图5是定子绕组的出线—电源连接示意图；

图6是动相绕组各出线与电源的连接方案图；

图7是36槽4极三相感应电动机动相绕组的槽号相位图；

图8是36槽4极三相感应电动机动相绕组的出线图；

图9是36槽4极三相感应电动机定子绕组的出线—电源连接示意图；

图10是36槽4极三相感应电动机动相绕组各出线与电源的连接方案图；

图11是36槽8极三相感应电动机动相绕组的槽号相位图；

图12是36槽8极三相感应电动机动相绕组的出线图；

图13是36槽8极三相感应电动机定子绕组的出线-电源连接示意图；

图14是36槽8极三相感应电动机动相绕组各出线与电源的连接方案图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。

1.定子绕组的结构、相带、接法和出线根数

(1)定相绕组的结构、相带、接法和出线根数

定相绕组可以采用双层迭绕或波绕结构，迭绕时可以选用短距绕组，也可以采用单层等元件、交叉或同心结构；采用60°相带；可以接成星形接法(即Y接法)，也可以接成三角形接法(即Δ接法)；每相一根出线，共三根出线。

(2)动相绕组的结构、相带、接法和出线根数