[发明专利]交流感应子无级调速电机

说明书

本发明涉及一种调速电机，特别涉及一种交流感应子无级调速电机。

三相交流感应电动机与直流电动机相比，具有结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用以及效率高的优点，因此被广泛应用。

三相交流感应电动机自身调速方法有：鼠笼型用变极方法有级调速，绕线转子型通过滑环在转子输出端串联三相电阻调速。

为了使大量风机和泵类设备、以变速运行调节流量、代替挡风板和阀门调节流量，来达到大量节约电能的目的，国内在70-80年代发展起来的交流电机绕线转子串级调速装置和从国外引进的交流电机定子变频调速装置，以及绕线转子双馈调速电机系统等，都属于使用大功率电力电子开关器件的高效率无级调速系统，其效率一般可达85％～90％，比过去的电磁滑差调速电机以及交流调压调速装置等的效率提高很多。但是，这些高效率无级调速装置体积大、技术复杂、价格昂贵、其运行功率因数低，晶闸管串级调速装置的功率因数为0.3至0.5。特别应该指出的是上述各种调速装置都使用大功率电子开关器件，由此给调速系统带来许多负效应，如定子变频调速装置，由于变频器输出端供给三相交流电机的电流中，含有大量高次谐波和尖峰电压脉冲，致使三相交流电机的各种性能与力能指标都下降很多，在一定程度失去了交流感应电动机的许多优点。在变频器的电源侧，由三相交流变直流过程，产生严重污染电网的高次谐波。上述这些与电机配套使用的调速装置，其自身也需耗电。风机、泵类设备运行在85％至90％额定速度时已不再节电，90％以上调速运行反而多耗电。此外，变频器的可靠性问题尚未很好解决，以及较高的维修费用等，都是目前在国内不能象三相异步感应电动机那样，被广泛应用的原因。

本发明的目的之一是，提供一种技术简单、价格低廉、容易制造的交流感应子无级调速电机；

目的之二是，提供一种坚固耐用、运行高度可靠、维护费用低，象维护鼠笼电机那样简单的交流感应子无级调速电机；

目的之三是，提供一种比串级调速系统功率因数高，比变频调速系统效率高，以及能在小于额定电流下顺利无噪声起动的交流感应子无级调速电机；

目的之四是，提供一种高电压，大功率而又不产生高次谐波污染电网的交流感应子无级调速电机；

目的之五是，提供一种能在额定转矩情况下连续堵转或超低速运行的交流感应子无级调速电机；

目的之六是，提供一种比功率相当于多速三相交流变极电机的交流感应子无级调速电机；

目的之七是，提供一种能在各种有易燃气体场合使用的防爆交流感应子无级调速电机；

最后一个目的是，提供一系列造价低，并能在各行业实际使用性能指标上，优于现有各种中小型调速电机系统的交流感应子无级调速电机；

本发明的技术方案是：一种交流感应子无级调速电机，包括电机壳体、定子铁心、三相绕组、鼠笼转子、转子轴、前后端盖及前后轴承，其特征是：

1、感应子由两头和中间三段铁心及整体鼠笼绕组组成，在其较短的中间段，有使感应子两头改变绕组极性的移相结构。

2、感应子与电机主轴、前后端盖之间，有使感应子沿轴向相对定子铁心作往复运动的机构。

3、定子铁心与壳体、前后端盖之间，有使定子铁心沿转子轴向、相对感应子铁心作往复运动的机构。

4、感应子由设置在壳体内侧，铁心长度比为1∶2至1∶4的两个三相定子，并使两个定子的绕组相位差180°串联组成。

5、感应子由前后两段，绕组相位差180°的转子铁心组成，其中一段铁心的长度为定子铁心(17)总长的0.65至1.1倍，另一段铁心的长度为定子铁心(17)总长的0.15至0.5倍，另外短铁心上的每相绕组匝数等于或多于长铁心的每相匝数，两个铁心的三相或两相绕组都是串联的，并在感应子的两个绕组之间，有使三相或两相串联接线处短路的触点，或设置三相交流电容器。

6、感应子的前后两段铁心长度，一段为定子铁心总长度的0.15至0.5，另一段为定子铁心总长度的0.7至1.1，并在中间段的中间处，有用非磁性材料制成的不导磁隔片，不导磁隔片可用铝合金或高强度氮化硅陶瓷制成。

7、感应子的鼠笼绕组导条，在较短的中间段有使导条扭转90°至180°电角度的变极性移相结构，以使在定子铁心中的每根导条两头，感应出相位相反的转子电势E2’和E2”。

8、感应子的前后两段铁心冲片，用带有圆弧或其它曲线形状的，变极性移相槽口(20)的磁性冲片，前后两段反向组合，以使感应子的每根导条，在前后两段铁心表面被圆弧槽口引导到不同极性的定子磁通势中，在每根导条的两头感应出相位差180°电角度的转子电势。