[发明专利]轻重节能多速全绕组异步机

说明书

本发明所述的多速异步机是指一种新颖的包含21个系列、约200个不同容量、规格、品种的轻重节能多速全绕组异步电动机。它是继88107625.2号发明专利“节能多速异步电动机”之后，经实践和样机研制后的进一步发展，大幅度减少多速异步机总引线头数由前者之9头～36头降为后者的6头～15头，与每速3引线头之YD系列多速机之6头～12头接近。但本发明属于优性能多速机新系列，其工业应用领域宽广。全绕组是指不论多速机为双、三、四速，不论绕组为单层或多层、不论绕组有多个跨距值或分裂线圈，电机各绕组均全部载流。

本发明是在Y系列单速机基础上派生改革而成的新电机系列，为叙述方便以代号QYD表达，即轻重、多速Y型电机派生产品。本发明有关之现有技术是70年代之JDO₂系列和80年代之YD系列多速异步机，后者的总体性能水平与国外80年代同类产品接近。YD系列特点是双速机6引线头、三速机9引线头、四速机12引线头，即每速3引线头。其优点是引线头数最少可简化控制电器;其不足是双速机中缺少多种6引线头含低速档、远极比之双速机，例如变极比为2P_i＝4/12;4/16;6/18;6/24等。如现有JZ₂-H₂₂或JZ₂-H₂₃系列（大连第二电机厂产品）和BJZD₂系列（佳木斯电机厂产品）都是远极比双速机，但都使用双套三相绕组，其总引线头数也是∑_N＝6，这些双速机与同重量单速机比较，其输出功率及效率值均显著下降。又YD系列三速机以上，都设置有不同跨距值之双套三相绕组，运行中只有一套绕组投入工作，各变速档下绕组载流率都只有50%，故大大降低了电动机的输出容量和效率值。取YD112M-4/6/8为例与同重量Y112M-4比较，前者的输出功率仅有1.5KW，效率为75%;后者为4.0KW，效率为84.5%;以YD180L-4/6/8/12四速机为例，其最小起始重量为210Kg。而本发明的轻型QYD90L-2/4/6/8四速机只有27Kg，仅为前者重量的13%，可见YD系列四速机之材料利用率更差。针对上述现有技术中所存在的问题，设计一种结构合理、技术先进的轻重节能多速全绕组异步机系列，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

鉴于上述现有诸种多速异步机技术中所存在的问题，本发明的目的是尽可能保留YD系列电机的优点，克服其缺点。利用“广义多变量离散函数优选法”在电机变极中应用，发明一种新型多速异步机系列以适应节能多速风机、恒功率多级变速台钻及船舶、冶金、起重机等部门对于优性能多速异步机的需要。

本发明所述的轻重节能多速全绕组异步机系列其机械结构见附图1，它主要是由机座、定子铁芯、转子、转轴等组成。定子三相绕组不同于Y型单速异步机，可以是单套、双套或多套绕组，变极调速时，各套绕组均载流，通过特殊的子绕组分组接线法，优化变极时三相绕组接线方式M所得之全绕组异步机系列。它与YD系列电机相似亦有双速、三速、四速，可供多级变速工业领域实际应用选择，与YD之全部9个系列电机比较，本发明电机扩展为21个系列。本系列任一规格多速机中必有某个转速档之输出功率及效率值与同重量单速机接近（或稍低）。本系列电机的不足是较YD系列电机每速3引线头稍有增加，本系列电机双速～四速之总引线头数为∑_N＝6～15。本系列电机的优点是轻重量、高效率、高出力、恒功率、宽速比、多品种、广用途等优性能。

本多速异步机系列机械结构另一特点是出线盒完全通用Y系列单速机，但比较后者简化省去接线盒中的接线板、接线柱和螺母、垫圈等定位装置，本系列电机全部6头～15头均为自由端，密闭放置于接线盒中。

本系列电机之所以有如此多系列、多品种之优性能多速异步机，其原因是实践研究了多速电机中最佳变极数2P_i，它是诸多（10个）自变量包含定子铁芯内径D_i、铁芯长度L、定、转子槽数Q₁和Q₂、绕组系数K_dp、三相绕组跨距Y_k等诸离散自变量的隐函数。所有这些优性能的获得，其实质是“广义多变量离散函数优选法”，若干主导自变量最佳取值在异步电动机变极调速中的应用。本实用新型所述的最佳变极数因变量2P_i的可取值是依据下列隐函数公式获得的。