专利名称：恒转矩三速单相异步电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机，具体为一种恒转矩三速单相异步电动机。
背景技术：
单相异步电动机调速主要有变频调速、变极调速、变压调速等。变频调速成本高；变极调速速度跨距大，换接线复杂，调速绕组在副绕组中或主绕组中虽接法简单，但电机运行效率较低；变压调速需有电抗器、变压器等调压部件。
发明内容
本发明主要针对现有单相异步电动机调速存在的缺陷和不足，提供一种调速方便且运行效率高的恒转矩三速单相异步电动机。
本发明是采用如下技术方案实现的恒转矩三速单相异步电动机，包含定子、转子、嵌入定子槽内的主绕组、副绕组和与副绕组串接的电容，主、副绕组包括嵌入相同定子槽中的三套绕组。将主、副绕组的三套绕组的线端从电机出线盒上引出；使用时，电机需低速运行时，主绕组的三套绕组相串联，副绕组的三套绕组相串联，在电源电压不变的情况下绕组每匝所承受的电压下降，电机低速旋转；将主、副绕组的第一、第二套绕组相串联(甩开第三套绕组)，绕组每匝所承受的电压上升，电机中速运行；将第二、第三套绕组串联再与第一套绕组并联，此时绕组每匝所承受的电压最大，电机高速运行。可以看出，通过主、副绕组的三套绕组的不同连接方式，改变了绕组每匝承受的电压(现有技术中的变压调速是通过调节电源电压来实现的)，因此，本发明所述电机的调速实质上仍属于变压调速。
根据电机设计理论，为了调节转速，在主绕组低匝数时(针对本发明主要是在第一套绕组下)，磁路应处于不饱和状态。磁负荷偏低，尤其在广泛使用冷轧硅钢板时，电机的铁损耗较低，也有利于提高电机的运行效率。
本发明所述电机的高速运行连接方式犹如绕组的并绕根数增加，主、副绕组截面增大，电阻减小，因此铜耗低，电机高速运行时运行效率较高。为进一步提高电机特别是高速运行下的效率，主、副绕组的三套绕组的匝数满足第一套绕组的匝数等于第二、第三套绕组匝数之和。这样，在高速运行下，主、副绕组的截面恰好相当于增加一倍。在此条件下(并在一定的电容值时)，电机高速运行的效率可达到70％以上。
本发明所述的恒转矩三速单相异步电动机调速简单、易行，只需在电机的接线盒(或各绕组的引出线端)处改变主、副绕组三套绕组的连接方式即可实现三速调速；同时该电机最大转矩下对应的转差率较大(在0.4以上)，电机运行的稳定区较大，调速范围较宽。该电机在主绕组低匝数时，磁路为不饱和设计，同时由于高速运行的连接方式相当于主、副绕组的截面增大，电机三速运行的效率都高于普通单相异步电动机，高速运行的效率尤其突出，可达70％以上。该电机耐用，短路电流小(约为1.1倍的额定电流)，能避免电机因短路而受到意外损伤。
图1为采用本发明所述技术内容制造的一台具体单相异步电动机——外转子单相异步电动机的结构示意图；图2为本发明所述电动机低速运行时主、副绕组的三套绕组的连接示意图；图3为本发明所述电动机中速运行时主、副绕组的三套绕组的连接示意图；图4为本发明所述电动机高速运行时主、副绕组的三套绕组的连接示意图；具体实施方式
恒转矩三速单相异步电动机，包含定子、转子、嵌入定子槽内的主绕组、副绕组和与副绕组串接的电容，主、副绕组包括嵌入相同定子槽中的三套绕组。
将主、副绕组的三套绕组的线端从电机出线盒上或直接引出，同时将电容的两端也从电机的出线盒上或直接引出，以便于改变绕组的连接方式。本发明中的定子绕组形式可采用公知的绕组形式，如单、双迭绕组、单层同心式绕组或单层链式绕组。
具体实施例方式
基于一种外转子单相异步电动机。该外转子单相异步电动机为6极、内定子24槽，主、副绕组各占12槽(主、副绕组所占槽数可在电机设计中选择)，其中，主绕组的三套绕组每一线圈的匝数分别为116、40、76，副绕组的三套绕组每一线圈的匝数分别为106、36、70，主、副绕组的三套绕组每一线圈的匝数确定电机低转速，通过改变连接方式电机的中、高转速也相应确定，因此，根据实际需要在电机设计过程中通过改变主、副绕组的三套绕组的匝数来确定不同的低、中、高转速。该外转子单相异步电动机按照上述的匝数，其低、中、高转速在一定转矩下分别为400±10％转/分、620±10％转/分、780±10％转/分。该外转子单相异步电动机的绕组采用单层链式绕组。
随着电机转速的降低其转矩有所增加，但在低速运行下绕组每匝承受的电压下降，又促使转矩有所减小，因此，本发明所述的电机在三速下转矩基本恒定。上述的处转子单相异步电动机低速运行的效率可达30-40％，中速运行的效率可达50-60％，高速运行的效率可达70％以上(该外转子单相异步电动机主、副绕组的三套绕组的匝数满足第一套绕组的匝数等于第二、第三套绕组匝数之和)。三速下的运行效率均高于同等条件下的现有单相异步电动机。
该外转子单相异步电动机的后端盖与外转子机壳3制成一体(连体铸出)，且执行旋转任务，前端盖1中部有伸出的静止套筒，内定子铁心4固定在静止套筒上，主轴5的一端与后端盖固定并支撑于固定于静止套筒内腔的轴承上。外转子机壳3内固定有外转子铁心2，主、副绕组的三套绕组6嵌入内定子槽。该外转子单相异步电动机采用上述结构，嵌线方便，结构紧凑，零部件少。
权利要求
1.一种恒转矩三速单相异步电动机，包含定子、转子、嵌入定子槽内的主绕组、副绕组和与副绕组串接的电容，其特征为主、副绕组包括嵌入相同定子槽中的三套绕组。
2.如权利要求1所述的恒转矩三速单相异步电动机，其特征为主、副绕组的三套绕组的匝数满足第一套绕组的匝数等于第二、第三套绕组匝数之和。
3.如权利要求1或2所述的恒转矩三速单相异步电动机，其特征为所述的恒转矩三速单相异步电动机为外转子单相异步电动机，该外转子单相异步电动机的后端盖与外转子机壳(3)制成一体，前端盖(1)中部有伸出的静止套筒，内定子铁心(4)固定在静止套筒上，主轴(5)的一端与后端盖固定并支撑于固定于静止套筒内腔的轴承上。
全文摘要
本发明涉及电动机，具体为一种恒转矩三速单相异步电动机。其包含定子、转子、嵌入定子槽内的主绕组、副绕组和与副绕组串接的电容，主、副绕组包括嵌入相同定子槽中的三套绕组。低速运行时，三套绕组相串联；中速运行时，第一、二套绕组相串联；高速运行时，第二、三套绕组串联再与第一套绕组相并联。该恒转矩三速单相异步电动机调速简单、易行，只需在电机的接线盒或各绕组的引出线端处改变主、副绕组三套绕组的连接方式即可实现三速调速；同时该电机在恒转矩下对应的转差率较大，电机运行的稳定区较大，调速范围较宽。该电机三速运行的效率都高于普通单相异步电动机，高速运行的效率尤其突出，可达70％以上。
文档编号H02K17/02GK1599208SQ20041001243
公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月21日 优先权日2004年7月21日
发明者王淑红, 刘星达, 张涛 申请人:王淑红, 刘星达, 张涛