[发明专利]一种大功率高效节能电机

说明书

一种大功率高效节能电机，由变频器、谐振电路、低压三相电机组成；谐振电路有三个，每个分别由每相定子绕组的电感、谐振电容和调谐器串联组成，其作用是在接入低压电源时，成倍提高定子绕组的电压，达到高压电机的电压6KV或10KV的数值，实现节能；调谐器的作用是试验不同容量的电容，使每一相的谐振电路发生谐振；变频器的作用是调整电源的输出电压和频率，保证足够高的电压放大倍数，使每相定子绕组的电压达到相同的高压数值；低压三相电机定子绕组的漆包线的绝缘标准需要达到高压电机的水平，电感值高，电阻值小，以提高谐振时电感和电容的电压。

技术领域

本发明涉及自由能源及环保领域，具体涉及高压电动机的制造技术领域。

背景技术

相比其它任何能源，电能是世界上最便捷的标准能源，电动机则是将电能转换为机械能的常用动力装置。三相交流异步电机是最早的电机，广泛应用于各个领域。

随着电动机的负载功率不断增加，由于电源电压不变，电流越来越大，定子绕组的阻抗越来越小，无法满足制造要求。于是，提高电源电压成为突破大功率限制的手段，逐渐发展出一种新型电机-高压电机。

例如，当电机的功率达到500KW时，对于线电压380V的低压电机，P＝IUcosφ，电流I＝P/Ucosφ＝500KW/380Vcosφ，I＞1315.8A，每一相定子绕组的阻抗这对于定子绕组线圈和电源的导线是根本无法做到的。因此，低压电机适用于中小功率的输出，不适合大功率的输出。同样的500KW功率，对于线电压10KV的高压电机，电流I＝500KW/10KVcosφ，I＞50A，每相定子绕组的阻抗Z＜115Ω，这对于定子绕组线圈的导线是完全可以承受的。因此，高压电机适合大功率的输出。

高压电机和低压电机相比，具有电流小、扭力大、稳定、节能、效率高的优点，缺点是制造工艺复杂，造价高，环境要求高(需要高压电网)。相比之下，低压电机的电流大、稳定性差、能耗大，但环境要求低，制造成本低。例如，10KV的高压电机比380V的低压电机的铜损小，效率高，高压电费也便宜。

发明内容

鉴于上述两种电机的特点，本发明提供了一种方法和装置，将两种电机的优点结合起来，克服了各自的缺点，既具有高压电机大功率、节能的特点，又具有低压电机制造简单、环境要求低的优点。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种大功率高效节能电机，由变频器、谐振电路、低压三相电机组成；谐振电路有三个，每个分别由每相定子绕组的电感、谐振电容和调谐器串联组成，其作用是在接入低压电源时，成倍提高定子绕组的电压，达到高压电机的电压6KV或10KV，实现节能；调谐器的作用是试验不同容量的电容，使每一相的谐振电路发生谐振；变频器的作用是调整电源的输出电压和频率，保证足够高的电压放大倍数，每相定子绕组的电压达到相同的高压数值；低压三相电机定子绕组的漆包线的绝缘标准需要达到高压电机的水平，电感值高，电阻值小，以提高谐振时电感和电容的电压。

所述谐振电路的工作原理是根据LC串联谐振的理论，当电源的频率与LC串联电路的固有频率一致时，电路发生谐振-共振，整个电路呈纯电阻性，电流达到最大；电感L和电容C上的电压都达到最大，数值相等，极性却相反；电感两端的电压U_L或电容两端的电压U_C比电源的电压E还大，是电源电压的Q倍，U_L＝U_C＝QE；电源的有用功率完全消耗在电阻R上，无功功率为零，电感L储存的磁场能和电容C储存的电场能分别达到最大，为电源消耗功率的Q倍。

虽然电感L储存的磁场能和电容C储存的电场能均大于电源消耗的电能，但是，若将这种能量提取出来并不容易，不论是用变压器还是直接连接负载，实验都不成功。本发明采取替代法，用电感性负载即电动机定子绕组直接代替谐振电路中的电感L，电感L储存的磁场能就会直接加在对应的电动机定子绕组上。