[发明专利]一种高起动品质因数电机及其起动方法

说明书

技术领域

本发明属电机技术类，具体涉及一种新型高起动品质因数电机及其起动方法。

背景技术

衡量电动机使用性能优劣有三大指标。分别是：高起动品质因数、高运行可靠性和便于维护、优良的运行性能指标。

最常见的鼠笼转子异步电机，具有优良的运行性能指标、高运行可靠性并且制造成本低，得到了广泛的使用。但是其起动性能特别差，起动品质因数很低，不能满足较重起动负载的工况。

为了满足较重起动负载工况的要求，通常选择绕线转子异步电机。绕线转子异步电机具有较高的起动品质因数和优良的运行性能指标，但是由于滑环电刷和转子绕组的存在使运行可靠性变得较差故障率高，维护工作量大。

实心转子异步电动机具有非常高的起动品质因数和高可靠性，但其效率、功率因数等运行性能却特别不好，仅限使用于某些特殊工况。

综上所述，所述三种常用电机的任何一种电机都不能同时满足上述三大指标，最多只能够满足其中的两个。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高起动品质因数、高可靠性、优良运行性能的高起动品质因数电机产品及其起动运行方法。

本发明高起动品质因数电机，其特征在于由实心转子电机和鼠笼转子电机通过联轴器同轴线连接而成，实心转子电机采用双端出轴的双轴伸结构，其中一个轴伸通过联轴器与鼠笼转子电机输出轴伸连接。

所述鼠笼转子电机串联有电抗器(或其他降压设备)，以满足降压起动方式。实心转子电机和鼠笼转子电机上连接起动运行控制电路，一种简单的方式为：实心转子电机M2的三相交流电源线上串联有交流接触器KM2，鼠笼转子电机M1的三相电源线上串联有电抗器XL和交流接触器KM1，KM1和XL串联后与KM2并联经熔断器FU外接电网，电抗器XL上并联有交流接触器KM3。

本发明由实心转子电机和鼠笼转子电机组成，采用双电机接力起动或双电机起动、单电机运行的方法来实现高起动品质因数、高可靠性和优良运行性能。

本发明的起动运行方法可由两种形式：

一是，双电机接力起动、单电机运行：首先实心转子电机单机满压启动，实心转子电机稳定运行后，鼠笼转子电机开始降压起动并将鼠笼转子电机加速至额定转速，起动过程结束，然后依次切除鼠笼转子电机上的降压设备和实心转子电机的运转使鼠笼转子电机满电压单独带载运行。

二是，双电机同时起动、单电机运行：鼠笼转子电机和实心转子电机双机同时满电压起动，电机加速至额定转速运行，起动过程结束，然后将实心转子电机从电网中切除，切换为鼠笼转子电机单电机运行。该方式比较适合起动负载重的设备。

本发明的优点：

本发明将实心转子和鼠笼转子电动机这两种具有不同起动和运行特性的电机巧妙的组合起来，提出和使用双电机接力起动或双电机同时起动、单电机运行技术，在起动和运行这两个环节上发挥各自优点，摒弃缺点，无滑环电刷、转子无绕组，便于维护且运行可靠，真正解决了长期困扰电机行业的“起动”“运行”“可靠性”三者不可兼得的难题，实施方式简单，易于推广，完全可以满足各种带载起动的工况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明电机的外接电网示意图；

图中：1实心转子电机2联轴器3鼠笼转子电机

FU熔断器  KM1交流接触器  KM2交流接触器  KM3交流接触器  XL电抗器  M1鼠笼转子电机  M2实心转子电机

具体实施方式

以本发明在280千瓦8极6000伏高压三相异步电机上的应用为例说明其结构方式及其起动运行方法，但本发明并不限制于该电机。

图1中公知结构的实心转子电机1与鼠笼转子电机3通过联轴器2同轴线连接共同构成一个同轴运行的电机。实心转子异步电机，采用双端出轴的双轴伸结构，一个轴伸通过联轴器2与鼠笼转子电机3输出轴伸连接，另一个轴伸向负载输出和传递转矩，实心转子电机1(起动电机)只在起动过程中工作。

实心转子电机1，由于其只在起动过程中起作用，设计时可只考虑起动性能，使其具有最适合的起动性能指标，本例指标为：起动转矩倍数2.1倍，起动电流倍数3.5倍。

图1中鼠笼转子电机是一台标准设计的普通鼠笼转子异步电动机，具有最优的运行性能指标，本例满压运行指标为：各项指标满足国家及行业标准，其中起动转矩倍数1.1倍，起动电流倍数4.3倍，起动品质因数仅为0.26。起动过程中采用串联电抗器将电机电压降低到60％额定电压进行降压起动。