[其他]高起動轉矩電子變阻式鼠籠電動機

在審

• 申請號: 101986000005950
• 申請日: 1986-09-03
• 公開（公告）號: CN1003411B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發明（設計）人: 孫源明
• 申請（專利權）人: 孫源明
• 代理公司: 北京市專利事務所
• 代理人: 李桂玲;刁玉生

本發明屬于電機工程領域，它利用附于轉子上的電子電路，將串于鼠籠內的附加電阻自動地無級地隨著電機的起動、加速而分流減小，因此能對不同負荷均配以優良起動特性，并能提高過負荷能力。本發明與目前通常使用的異步電動機相比，分別具有體積小、重量輕、投資低，起動時間短，起動電流小，起動力矩大，功率因數高，效率高，操作簡單，維護容易，易于做成密閉型以用于較惡劣的環境等優點。

本發明屬于電機工程領域，特別是涉及一種鼠籠電動機的起動裝置。

傳統的鼠籠電機當采用直接起動時，起動電流及起動壓降都很大，而起動力矩不大。若采用增大鼠籠電阻的辦法，雖可增大起動力矩，并可減小起動電流及起動壓降，但正常運行時效率低，只能用于小容量的電機中。雙鼠籠或深槽式異步電機，雖然起動特性有所改善，但造價高，體積大，功率因數及效率均比較低，對容量較大的電機，不易做成密閉型，且起動力矩常常還嫌不夠大。因而在對一些諸如煅燒爐、回轉窯、球磨機等的電機選型中，迫于環境要求，又為了滿足起動力矩的需要，常常不得不選用額定容量比正常負荷大很多的鼠籠電動機，出現“大馬拉小車”的現象，既浪費投資，又降低了功率因數和效率。總之，增加了運行費用。

本發明的目的在于，研制一種利用電子變阻而獲得高起動轉矩，并能自動調節過負荷能力、易于制成密閉型的鼠籠電動機。

本發明（實施例）的具體結構如附圖1所示，附圖2為工作原理圖，附圖3為接入附加電阻之示意圖，附圖4為本發明之起動曲線，附圖5為脈沖電路圖。

圖中：（1）軸;（2）風翼;（3）轉子左端環;（4）轉子;（5）定子鐵芯;（6）定子繞組;（7）外殼;（8）轉子右端環;（9）基座;（10）感應線圈;（11）永久磁鐵;（12）脈沖電路;（13）可控硅;（14）附加電阻;（15）絕緣槽;（16）電子電路安裝用絕緣板。

本發明的要點在于：在附圖1所示的電機外殼（7）上，固定有永久磁鐵（11），轉子上固定有感應線圈（10），感應線圈的磁場強度可以自由調節，其調節方式可以采用調節永久磁鐵與感應線圈氣隙的辦法，氣隙為1.5-2.5mm，也可以采用感應線圈抽頭的辦法，或將永久磁鐵改成電磁鐵，以改變勵磁方式來調節;將轉子的一個端環（左端環（3）或右端環（8）），分成數個相互絕緣的段，分斷處作為絕緣槽（15），槽數要與極數相同，槽內注入絕緣材料，并在分割斷之間串入適當的附加電阻（14）（參見附圖3），附加電阻為外附纏繞式，或將整個轉子端環以電阻率較高的合金分次澆鑄成整體的形式，附加電阻兩端并聯兩個方向相反或一個雙向的可控硅（13），也可以整體制成環狀多元件方式，可控硅由脈沖電路（12）控制，脈沖電路可以是分立元件，也可以是集成電路，脈沖電源來自感應線圈。

本發明的原理如下：（參見附圖2），當電機因起動而旋轉時，轉子鼠籠中的感應電壓U_R如曲線①所示，即隨著起動及轉速增加，轉子內電壓的幅值及頻率越來越低。此時感應線圈的端電壓U_C，如曲線②所示，它與U_R相反，即隨著轉速的增加，其幅值和頻率越來越大。采用附圖5所示的簡單而又可靠的脈沖形成電路，當電機達到一定轉速時，便開始產生如附圖2曲線③那樣的脈沖電壓U_P，它隨著電機轉速的增加，脈沖幅值越來越大，脈沖間隔越來越密，受此脈沖的控制，可控硅內流通的電流I_SCR，如附圖2曲線④所示，即當電機達到一定轉速時，可控硅開始導通，隨著轉速增加，電流波形越來越接近完整的正弦波。由于剛起動時，可控硅不導通。附加電阻全部串入鼠籠，使二次呈現大阻抗，當達到一定轉速可控硅開始導通時，由于可控硅的分流作用，二次阻抗R₂開始變小，當轉速達到正常值時，可控硅呈全開通狀態，接近于附加電阻全部短路，此時二次電阻接近于鼠籠本身的電阻。所以二次電阻可以得到一條如附圖2曲線⑤那樣的曲線。根據異步電機二次阻抗變化時的比例推移特性，利用上述原理的本發明，可以得到如附圖4所示的起動曲線，圖中：M為力矩，n為轉速，r₂為轉子鼠籠本身的電阻。