专利名称：使三相电机适用不同电压/频率的方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明为涉及一种使三相电机适用不同电压/频率的方法及结构，特别涉及一种可使三相电机符合多种不同电源规格要求而可减少仓储压力提升营运效益的方法及结构。
尽管电机已问世许久，属于传统的重工业，但重要性至今仍未曾稍减，除在工业用途上仍举足轻重外，一般人的日常电器用品充斥着大小不同的电机，可见电机的重要性未因工业科技的进步而稍减。
本文中提出讨论的电机尤指三相电源驱动的电动电机，其经常运用于各种大型机械，而既然是电力驱动，就必须考虑电源规格问题，有关电机电源的电压及频率通常是标准化的，例如以美国为主的大部分地区，其电源频率为60Hz，欧洲地区则50Hz、60Hz两种频率都有。不论如何，各地区存在不同的电源频率规格为既成的事实，且电机本身也有各种不同的电压规格，故对于电机制造业而言，为满足不同的电压/频率要求，必须分别制造不同电源规格的电机，以符合市场的不同需求。由于存货问题攸关营运成本及客户对货品的需求，故必须作到良好的物流控制，始能有效降低存货造成的影响，但对于电机制造业而言，有效的存货管理，产品快速的生产，有其实际的困难，原因即如前述，其必须配合不同地区的电源规格，提供不同规格的电机存货。此种状况原不利于产业，而在加入世界贸易组织(WTO)后，形势将更为险恶。
又在实际的运用问题上，由于不同的电机对于电源规格有严格的要求，如既有60Hz的电动电机无法使用50Hz的电源，当电源规格有出入，唯一方法即仅拆换电机一途，以大型机械的出口制造商为例，如厂商在大型机械上安装60Hz的电机，就只能使用60Hz电源，但如前揭所述，欧洲某些地区仍使用50Hz电源，当国内厂商接获该地区订单时，为了符合电源规格要求，直接且唯一方式是将所有机械上的60Hz电机更换成50Hz电机，此举无疑将耗费大量的人力、物力，而严重影响营运成本。
再者，由于电机对于电源规格要求严格，当其使用于供电不稳的地区时，即随时存在烧毁之虞。举一实例而言，输供电不稳的地区，原为220伏特的电压规格，在白天用电尖峰时，可能降低至200伏特，到晚上的用电离峰时，则可能骤升至230伏特，此对电源规格要求严格的电机而言，无疑将形成极大的潜在危机，并有随时烧毁之虞，由此可见，既有电机在供电不稳地区的运用十分缺乏应变能力。
由上述可知，现有电机存在规格过多，造成仓储存货压力，且无法使用不同频率的工作电源，对于供电不稳地区也缺乏应变能力等缺陷，故有待进一步检讨，并谋求有效的解决方案。
因此，本发明主要目的在提供一种可使三相电机符合多种不同电源规格、且可承受电力浮动及减少仓储压力的方法及结构。
为达成前述目的采取的主要技术手段是令三相电机以加粗电机绕组之线径，并适当加长其硅钢片长度，使电机符合不同的电压规格要求及提高电压升高时的散热能力；利用前述设计可大幅扩充电机用电范围，意即可以单一种类的电机符合各种不同电源规格者，以大幅减少不同电压/频率规格之电机存货仓储，降低业者营运成本；且利用该项设计可使电机工作于特定电压时，可承受电源电压的上下波动，故可适用于供电不稳之地区。
前述硅钢片是60Hz电机中硅钢片长度的120％，以增加其散热面积，适应使用50Hz电源时所增加的热源，并可提高电机机构本身的抗压能力。
前述的电机是使用半开放式的外壳，以提供良好的散热通道。
前述电机的电源规格，在频率方面是以60Hz为主，但是仍然可使用50Hz电源；又在电压方面，可适用于200～480伏特范围之电源。
由上述说明可看出本发明的具体技术方案和其结构型态、工作特性，以该等设计至少具备下列优点1.减少库存解决存货问题本发明以单一结构电机即可满足多种不同电源规格电机的供货需求，换言之，库存中仅须准备单一规格的电机，即可满足多方面要求，故能减轻库存压力降低营运成本。
2.对于供电不稳地区具有良好的适应能力在落后或偏远地区因输供电不足，造成白天尖峰电压降、晚间离峰电压升的供电不稳现象，如使用一般电机，即可能因电流过载而烧毁。经使用本发明的电机，因适用电压范围广，当发生供电不稳状况时，也不虞烧毁；如白天电压降至200伏特时，其适为电机的额定电压值，而晚上电压升至230伏特时，则因硅钢片加长，散热面积提高，适可有效挥散因电压升高而骤升的热能，故不致发生烧毁情事。
3.相关产业均能受惠举凡成型机、油压重机械、电子封装工业、压铸机、空压机等使用电机的产业，均能因本发明的电机设计而受惠。
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构特征及目的
图1为三相电机的内部线圈示意图。
图2为三相电机内部线圈外拉接线端的示意图。
图3为本发明实施例的电机接线方式示意图。
图4为本发明又一实施例的电机接线方式示意图。
图5为本发明再一实施例的电机接线方式示意图。
图6为本发明另一实施例的电机接线方式示意图。
一般三相电机有四组线圈的，也有六组线圈的，在以下实施例中，现以具有六组线圈的三相电机为例说明图1示出了三相电机10内部的六组线圈，并由六组线圈拉出十二组接点端U1、U2、V1、V2、W1、W2、U5、U6、V5、V6、W5、W6(结合参见图2)。为符合不同的电压规格要求，适度提高六组线圈的绕线线径，在本实施例中，其经加粗绕线线径后，可适用于200V～480V的电压范围，除此以外，并以60Hz电机内部的硅钢片为基础，加大其长度20％，藉此提高散热面积，并配合半开放式外壳(或特种产业的全密闭式外壳)的运用，以适应改用50Hz电源时增加的热能，利于其散热。
在前述结构型态下，采用平方安培方式，再令六组线圈的十二组接线端U1、U2、V1、V2、W1、W2、U5、U6、V5、V6、W5、W6间作适当接线，再配合外部的三角接法开关(MCD)及Y形接法开关(MCS)连接，以透过不同的接线方式，符合不同的电压规格要求。
而利用前述设计制成电机，其可适用的电压规格，谨以下列实施例说明之首先参见图3，令电机的六组线圈作2Δ接法，主要是令前述接线端W6、W2，U6、U2，V6、V2，U5、U1，V5、V1及W5、W1等作成对连接，并使前述六处接点分别与外部的三角接法开关(MCD)连接，又令三相电源R.S.T由前述接点端U5、U1，V5、V1及W5、W1的连接处输入，随即构成-2Δ接法，运转电压为220伏特的三相电机。
图4所示的是前述运转电压为220伏特的电机，它采用2Y接法而产生380伏特运转电压的线路结构，主要是令接线端W6、W2，U6、U2，V6、V2的连接处和外部的Y形接法开关(MCS)连接，又三相电源R.S.T仍由前述接点端U5、U1，V5、V1及W5、W1的连接处输入，藉此构成2Y接法。由于Y形接法的电压约为三角接法电压的1.73倍，故转换为2Y接法后，约可取得380伏特电压，作为运转电源。
由上述可知，透过前述接法可分别构成220伏特及380伏特的三相电机，而前述的Δ-Y接法可交替运用，以分别提供电机的起动电压与运转电压。
另，Y-Δ接法的交替运用除达成上述目的外，也可以用在缓冲降压激活，以适应各地区升或降之不同电压。
图5所示的是前述六组线圈作三角接法，以符合400伏特的电压规格，主要是令前述接线端U5、U2，V5、V2，W5、W2等相互连接，又令接线端W6、U6、V6与U1、V1、W1透过外部的三角接法开关(MCD)连接，再使三相电源R.S.T由前述接线端U1、V1、W1输入，随即构成一三角接法，运转电压400伏特的三相电机。其实际可使用的电压规格则有380伏特、415伏特、440伏特、450伏特、460伏特、480伏特等。
图6所示的是前述六组线圈作Y接法，以符合400伏特的电压规格，主要仍使前述接线端U5、U2，V5、V2，W5、W2等相互连接，又令接线端W6、U6、V6透过外部的Y形接法开关(MCD)连接，再使三相电源R.S.T由前述接线端U1、V1、W1输入，即可构成一Y形接法的三相电机，其至少符合660伏、760伏特等电压规格，并可配合图5所示三角接法的交替运用，以分别提供起动和运转电压。
由上述实施例可以具体看出，透过本发明的结构设计，并配合适当的基本接线与三角接法、Y形接法开关的运用，可使三相电机符合多种不同的电压规格及频率要求，如配合CNS、JIS等国家标准允许的10％上下限，其使用范围将进一步扩张，以前述实施状态为例，其可使用的电源规格和地区是如以下所列60Hz 220/440(台湾、菲律宾)60Hz 220/380(台湾)60Hz 200/400(日本)60Hz 380/660(一般地区)60Hz 460/760(美国、墨西哥)60Hz 230/460(香港)60Hz 460/720(美国)60Hz 480/760(美国)50Hz 220/380(大陆、越南、印尼)50Hz 200/440(巴拉圭)50Hz 200/400(日本)50Hz 208/415(英国、新加坡)50Hz 415/760(新加坡、纽西兰)50Hz 380/660(大陆)50Hz 440/760(中东)50Hz 230/450(纽西兰)以上所列者均为使用本发明对电机的改良设计，所构成200～480伏特三相电机可以适用的地区与电压规格，具体而言，即只须单一结构的电机即可满足前列各个地区、不同电压/频率的电源规格，而可大幅减少电机库存，减轻营运压力。
权利要求
1.一种使三相电机适用不同电压/频率的方法，其特征在于以线径较粗的绕线绕成电机内部的四组或六组线圈，并适当加长其硅钢片长度；所述四组或六组线圈分别由两端拉出接线端，以配合外部设置的三角接法开关及Y形接法开关构成不同的接法。
2.如权利要求1所述使三相电机适用不同电压/频率的方法，其特征在于所述硅钢片是60Hz 200伏特/400伏特电机中的硅钢片原长度的120％。
3.如权利要求1或2所述使三相电机适用不同电压/频率的方法，其特征在于所述电机的各组线圈除使用传统接法外，另可使用于Y-Δ缓冲降压激活，以适应地区升或降的不同电压。
4.如权利要求1、2或3中任意一项所述使三相电机适用不同电压/频率的方法，其特征在于所述电机是使用半开放式的外壳。
5.如权利要求1、2或3中任意一项所述使三相电机适用不同电压/频率的方法，其特征在于所述电机是使用特种产业的全密闭式外壳。
6.一种可适用不同电压/频率的三相电机，其特征在于至少包括外壳；四组或六组以加粗线径绕线的线圈；适当加长其长度的硅钢片；分设于外部且和前述四组或六组线圈各接线端连接的三角接法开关及Y形接法开关。
7.如权利要求6所述可适用不同电压/频率的三相电机，其特征在于所述硅钢片是60Hz 200伏特/400伏特电机中的硅钢片原长度的120％。
8.如权利要求6所述可适用不同电压/频率的三相电机，其特征在于所述电机的外壳是半开放式的外壳。
9.如权利要求6所述可适用不同电压/频率的三相电机，其特征在于所述电机的外壳是特种产业的全密闭式外壳。
全文摘要
本发明为涉及一种使三相电机适用不同电压/频率的方法及结构,以平均安培方式加粗电机绕组的线径,并适当的加长其硅钢片长度,使电机符合不同的电压规格要求,并提高电压升高时的散热能力;利用前述设计可大幅减少不同电压/频率规格的电机存货仓储,降低业者营运成本,且根据该等设计可使电机用于特定电压时,可承受10%～20%的上下波动,故极适用于供电不稳定的地区及专注于外销市场的国家。
文档编号H02K3/28GK1337769SQ00122798
公开日2002年2月27日 申请日期2000年8月9日 优先权日2000年8月9日
发明者黄聪仁 申请人:焌隆工业有限公司