[發明專利]一種變速三相異步電動機

無效

• 申請號: 201010606970.8
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102013776A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 王淑紅;王旭平;劉星達
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02K17/12
• 分類號: H02K17/12;H02K3/28
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種三相變速三相異步電動機，尤其是采用改變三相定子繞組的接法及相繞組分繞組的接法實現三相異步電動機的多速運行。在一些不需要平滑調速的場合，它可以替代變頻調速異步電動機。

背景技術

要想使三相異步電動機在寬廣的范圍內平滑調速，現廣泛使用的是變頻調速，它不但可以使電動機在寬廣的范圍內調速，不同速度下電機的運行性能較好，而且在電機節能方面，變頻器有其他調速設備不可比擬的優勢。但其不足之處是需要變頻器及其控制系統，這將使得電機系統運行成本提高，控制系統復雜且容易出現故障，而且較大容量的三相異步電動機使用的變頻器仍然需要進口，同時當變頻電機應用于某些惡劣運行環境時，由于電機控制系統的問題，容易造成電機的局部放電，絕緣損壞。對于使用變頻調速的電機，一般需要重新設計三相異步電動機。

對于現代電網而言，三相異步電機的用電量占到電網總電量的70％左右，低壓變頻器的輸入電流具有很大的高次諧波成份，這些諧波對電網造成“諧波污染”的同時，還降低了變頻器輸入電路的功率因數，增加電動機轉矩的脈動和電機的發熱，從而影響電機繞組的絕緣，同時還將影響并聯在電網上運行的其他負載。

變頻器設備還存在壽命短的問題，其壽命主要決定于電解電容，電解電容的壽命與其運行溫度和紋波電流直接相關，對于一般的可變負載，在運行環境滿足設計條件時，電解電容器的壽命只有8年左右。

在某些驅動場合三相異步電動機只需在多個速度下運行，而不需要平滑調速，發明一種在寬廣范圍內多速運行的三相異步電機，具有現實應用價值和一定的社會經濟意義。

發明內容

本發明是在現有三相異步電動機的基礎上，以改變三相定子繞組的接法及相繞組分繞組的接法，實現三相異步電動機的多速運行，即為一種變速三相異步電動機。

為了實現三相異步電動機多速運行，本發明所采取的措施包括三相異步電動機，其結構特征如下：

實現電機四速運行時，設置電機定子繞組為兩個分繞組，兩個分繞組的線徑、匝數以及分布構成均相同；

或將每相兩分繞組并聯，定子繞組采用三角形接法，實現電機的高速運行；

或將每相兩分繞組串聯，定子繞組采用星形接法，實現電機的低速運行；

或將每相兩分繞組并聯，定子繞組采用星形接法，實現電機的次高速運行；

或將每相兩分繞組串聯，定子繞組采用三角形接法，實現電機的次低速運行。

實現電機八速運行時，設置電機每相定子繞組為三套分繞組，其中兩套繞組的線徑、匝數及分布構成均相同，而另一套繞組線徑和分布規律與前兩套繞組相同或不同；

或將繞組1和繞組2并聯、繞組3開路，定子繞組采用三角形接法，實現電機的額定速度運行；

或將繞組1和繞組3串聯、繞組2開路，定子繞組采用三角形接法，實現電機80％～90％速度運行；

或將繞組1和繞組2并聯、繞組3開路，定子繞組采用星形接法，實現電機70％～80％速度運行；

或將繞組1和繞組2串聯、繞組3開路，定子繞組采用三角形接法，實現電機50％～60％速度運行；

或將繞組1和繞組3串聯、繞組2開路，定子繞組采用星形接法，實現電機40％～50％速度運行；

或將繞組1和繞組2串聯、繞組3繞組開路，定子繞組采用星形接法，實現電機30％～40％速度運行；

或將繞組1、繞組2和繞組3串聯，定子繞組采用三角形接法，實現電機20％～30％速度運行；

或將繞組1、繞組2和繞組3繞組串聯，定子繞組采用星形接法，實現電機10％～20％速度運行；

通過上述改變電機繞組接法，實現電機在額定轉速以下的寬廣范圍內多速運行。

本發明提供的一種變速三相異步電動機，當需要實現電機四速運行時，將電機定子繞組由兩個分繞組構成，兩分繞組的線徑、匝數以及分布規律均相同；或將每相兩分繞組并聯，定子繞組采用三角形接法，實現電機的高速運行；或將每相兩分繞組串聯，定子繞組采用星形接法，實現電機的低速運行；或將每相兩分繞組并聯，定子繞組采用星形接法，實現電機的次高速運行；或將每相兩分繞組串聯，定子繞組采用三角形接法，實現電機的次低速運行。

本發明通過上述改變電機繞組接法，可以使普通的三相異步電動機不需要任何輔助設備的情況下，實現在寬廣的范圍內多速運行的目的。在一些不需要連續平滑調速的驅動場合，它可以代替變頻調速異步電動機的運行系統，以克服使用變頻調速造成的運行成本升高，電網諧波污染增大，對三相異步電動機性能要求更高等不足。