專利名稱：雙功率互調(diào)節(jié)能電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機繞組結(jié)線方式的改進。
背景技術(shù)：
目前小型異步電動機，負荷在70％額定功率以下運行時，其效率和功率因數(shù)降低的很多。就以拖動磨粉機和碾米機為例，電動機起動時需要40千瓦，而負載運行在20～30千瓦的時間占總運行時間的60％，負載運行在30～35千瓦的時間占總運行時間的40％，效率降低0.22～1.11％，功率因數(shù)降低4.32～8.16％；就拖動油料軋皮機加工線麻籽為例，電動機起動時用40千瓦還感到不足，而負載運行時在14～22千瓦，效率降低1.11～1.95％，功率因數(shù)降低8.61～14％；就拖動大豆生產(chǎn)的軋皮機為例，用40千瓦起動時頗覺費勁，而正常負載運行在23～28千瓦時占總運行時間的55％，由于原料變化負載運行在28～33千瓦的時間占總運行時間的45％，可見輕載時效率和功率因數(shù)都低，存在“大馬拉小車”的問題。公告號為2115605J的中國專利公開了一種“Y-Δ混合接線節(jié)能電動機”，雖然它的定子也是采用了Y-Δ混合接線方式用于消除5次和7次諧波，但是，對于解決電動機在使用中因負載的大小變化而導致電動機的效率和功率因數(shù)下降的問題，它還存在著一定的缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為解決電動機在使用中因負載的大小變化而導致電動機的效率和功率因數(shù)下降的問題，從而研制了一種雙功率互調(diào)節(jié)能電動機。
本實用新型的解決方案如下定子的每相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而每條支路由至少一個第一線圈和至少一個第二線圈構(gòu)成，所述第一線圈和第二線圈的個數(shù)與電動機的極對數(shù)相同，而且所述第一線圈與第二線圈的匝數(shù)比小于3∶7，在每相繞組的每條支路中所有第一線圈和第二線圈分別依次串聯(lián)連接，并且第二線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭設(shè)為此相的第三引線頭，第二線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭與第一線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭連接并將此連接頭設(shè)為此相的第二引線頭，第一線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭設(shè)為此相的第一引線頭。當?shù)谝灰€頭與第三引線頭連接在電源上時，定子每相繞組的每條支路中所有第一線圈和第二線圈依次串聯(lián)，使電動機工作在第一功率下，即重載情況下；當?shù)诙€頭與第三引線頭連接在電源上時，定子每相繞組的每條支路中只有第二線圈依次串聯(lián)，使電動機在第二功率下工作，即輕載情況下。
本實用新型定子繞組設(shè)計的原則是電動機兩檔輸出功率變化的幅度差不能超過第一檔的百分之三十；承受電源電壓不能因功率改變受到影響；濕度按絕緣等級不能超過國家規(guī)定的允許值；電動機改變功率變檔后，它的轉(zhuǎn)數(shù)不能改變，保證各工序流程環(huán)節(jié)暢通。本實用新型是根據(jù)實際生產(chǎn)情況在對樣機的定子繞組重新布線的基礎(chǔ)上獲得新的電動機，它合乎JB742-66技術(shù)條件，具有連續(xù)運行的可靠性和穩(wěn)定性。本實用新型的定子繞組接近正弦繞組，大大減少了氣隙磁場中的5次和7次諧波，對減小雜散損耗和減小噪音非常有利，這種兩功率工作的繞組接線方式改善了電動機的性能，降低了溫升，提高電機效率和功率因數(shù)，并且減少了電網(wǎng)無用功和有用功的損耗。通常的采用正弦繞組結(jié)線和延邊繞組結(jié)線的電動機是在負荷率50％時，才能達到節(jié)能的效果；而本實用新型的負荷率在70％時，就可以達到高效率和高功率因數(shù)。
圖1是本實用新型的定子繞組接線結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的繞組引線示意圖，圖3是圖1的定子繞組在第一功率下工作時的定子繞組的Δ結(jié)線(三角形結(jié)線)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖1的定子繞組在第二功率下工作時的定子繞組的Δ結(jié)線結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實施方式
的30千瓦和40千瓦工作時的效率(μ)、功率因數(shù)(cosφ)的對比曲線圖。
具體實施方式
在本實用新型中，定子的每相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而每條支路由至少一個第一線圈和至少一個第二線圈構(gòu)成，所述第一線圈與第二線圈的個數(shù)與電動機的極對數(shù)相同，而且所述第一線圈和第二線圈的匝數(shù)比小于3∶7，在每相繞組的每條支路中所有第一線圈和第二線圈分別依次串聯(lián)連接，并且第二線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭設(shè)為此相的第三引線頭，第二線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭與第一線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭連接并將此連接頭設(shè)為此相的第二引線頭，第一線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭設(shè)為此相的第一引線頭。
依據(jù)上述解決方案，本具體實施方式
對型號為JO2-82-4小型異步電動機的定子繞組進行重新布線，該樣機為三相四極電動機，極對數(shù)為2。結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本具體實施方式
，在本具體實施方式
中，定子的A相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而A相的每條支路由兩個第一線圈a1和兩個第二線圈a2構(gòu)成，所述第一線圈a1與第二線圈a2的匝數(shù)比為1∶3，在A相繞組的每條支路中兩個第一線圈a1和兩個第二線圈a2分別依次串聯(lián)連接，并且兩個第二線圈a2串聯(lián)連接后的出口抽頭設(shè)為A相的第三引線頭4，兩個第二線圈a2串聯(lián)連接后的進口抽頭與兩個第一線圈a1串聯(lián)連接后的出口抽頭連接并將此連接頭設(shè)為A相的第二引線頭7，兩個第一線圈a1串聯(lián)連接后的進口抽頭設(shè)為A相的第一引線頭1；B相的每條支路由兩個第一線圈b1和兩個第二線圈b2構(gòu)成，C相的每條支路由兩個第一線圈c1和兩個第二線圈c2構(gòu)成，B相和C相的第一線圈及第二線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括匝數(shù)、截面積)、連接關(guān)系與A相相同，B相的第一引線頭為2，B相的第二引線頭為8，B相的第三引線頭為5，C相的第一引線頭為3，C相的第二引線頭為9，C相的第三引線頭為6。在第一功率工作時，即重載情況下，定子繞組A相的第一引線頭1和C相的第三引線頭6連接并且將此連接頭與三相電源的第一相輸出端連接，A相的第三引線頭4和B相的第一引線頭2連接并且將此連接頭與三相電源的第二相輸出端連接，B相的第三引線頭5和C相的第一引線頭3連接并且將此連接頭與三相電源的第三相輸出端連接，如圖3所示。在第二功率工作時，即輕載情況下，定子繞組A相的第二引線頭7和C相的第三引線頭6連接并且將此連接頭與三相電源的第一相輸出端連接、A相的第三引線頭4和B相的第二引線頭8連接并且將此連接頭與三相電源的第二相輸出端連接、B相的第三引線頭5和C相的第二引線頭9連接并且將此連接頭與三相電源的第三相輸出端連接，如圖4所示?？梢姡谠鶄€接線端的控制器上再添加三個開關(guān)就可以實現(xiàn)九個接線端的控制。
如圖2所示，它展開示意了圖1中的引線接頭。本具體實施方式
中樣機定子繞組為2Δ的接線方式，輸出功率為40千瓦，然而它通常負載運行多在20～30千瓦下，所以改接其定子繞組使其即可以工作在40千瓦，也可以工作在30千瓦下。定義40千瓦為重載情況，設(shè)為第一功率；定義30千瓦為輕載情況，設(shè)為第二功率；利用功率參數(shù)依據(jù)三相異步電動機的設(shè)計程序分別計算第一功率下繞組的參數(shù)和第二功率下繞組的參數(shù)，即可獲得定子繞組的參數(shù)。采用本具體實施方式
改接后的電動機經(jīng)試驗證明，定子銅耗由1.209千瓦降低到0.87千瓦，鐵損由0.727千瓦降低到0.378千瓦，因此，效率和功率因數(shù)均有明顯提高。如圖5所示，圖中曲線d1表示40千瓦時的功率因數(shù)曲線，曲線d2表示40千瓦時的效率曲線，曲線d3表示30千瓦時的效率曲線，曲線d4表示30千瓦時的功率因數(shù)曲線，可見本發(fā)明在第二功率30千瓦運行時比第一功率40千瓦在30千瓦運行時效率和功率因數(shù)都有明顯提高。
權(quán)利要求1.雙功率互調(diào)節(jié)能電動機，其特征在于定子的每相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而每條支路由至少一個第一線圈和至少一個第二線圈構(gòu)成，所述第一線圈和第二線圈的個數(shù)與電動機的極對數(shù)相同，而且所述第一線圈與第二線圈的匝數(shù)比小于3∶7，在每相繞組的每條支路中所有第一線圈和第二線圈分別依次串聯(lián)連接，并且第二線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭設(shè)為此相的第三引線頭，第二線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭與第一線圈串聯(lián)連接后的出口抽頭連接并將此連接頭設(shè)為此相的第二引線頭，第一線圈串聯(lián)連接后的進口抽頭設(shè)為此相的第一引線頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功率互調(diào)節(jié)能電動機，其特征在于定子的A相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而A相的每條支路由兩個第一線圈(a1)和兩個第二線圈(a2)構(gòu)成，所述第一線圈(a1)與第二線圈(a2)的匝數(shù)比為1∶3，在A相繞組的每條支路中兩個第一線圈(a1)和兩個第二線圈(a2)分別依次串聯(lián)連接，并且兩個第二線圈(a2)串聯(lián)連接后的出口抽頭設(shè)為A相的第三引線頭(4)，兩個第二線圈(a2)串聯(lián)連接后的進口抽頭與兩個第一線圈(a1)串聯(lián)連接后的出口抽頭連接并將此連接頭設(shè)為A相的第二引線頭(7)，兩個第一線圈(a1)串聯(lián)連接后的進口抽頭設(shè)為A相的第一引線頭(1)；B相的每條支路由兩個第一線圈(b1)和兩個第二線圈(b2)構(gòu)成，C相的每條支路由兩個第一線圈(c1)和兩個第二線圈(c2)構(gòu)成，B相和C相的第二線圈及第一線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)、連接關(guān)系與A相相同，B相的第一引線頭為(2)，B相的第二引線頭為(8)，B相的第三引線頭為(5)，C相的第一引線頭為(3)，C相的第二引線頭為(9)，C相的第三引線頭為(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙功率互調(diào)節(jié)能電動機，其特征在于在第一功率工作時，定子繞組A相的第一引線頭(1)和C相的第三引線頭(6)連接并且將此連接頭與三相電源的第一相輸出端連接，A相的第三引線頭(4)和B相的第一引線頭(2)連接并且將此連接頭與三相電源的第二相輸出端連接，B相的第三引線頭(5)和C相的第一引線頭(3)連接并且將此連接頭與三相電源的第三相輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙功率互調(diào)節(jié)能電動機，其特征在于在第二功率工作時，定子繞組A相的第二引線頭(7)和C相的第三引線頭(6)連接并且將此連接頭與三相電源的第一相輸出端連接、A相的第三引線頭(4)和B相的第二引線頭(8)連接并且將此連接頭與三相電源的第二相輸出端連接、B相的第三引線頭(5)和C相的第二引線頭(9)連接并且將此連接頭與三相電源的第三相輸出端連接。
專利摘要雙功率互調(diào)節(jié)能電動機，它涉及電機繞組結(jié)線方式的改進，它的目的是為解決電動機在使用中因負載的大小變化而導致電動機的效率和功率因數(shù)下降的問題。本實用新型定子的每相繞組由兩條相同的并聯(lián)支路構(gòu)成，而每條支路由至少一個第一線圈和至少一個第二線圈構(gòu)成，所述第一線圈與第二線圈的個數(shù)與電動機的極對數(shù)相同，而且所述第一線圈和第二線圈的匝數(shù)比小于3∶7，在每相繞組的每條支路中所有第一線圈和第二線圈分別依次串聯(lián)連接，串聯(lián)連接后的第二線圈的進口抽頭與串聯(lián)連接后的第一線圈的出口抽頭連接。本實用新型改善了電動機的性能，降低了溫升，提高了電機的效率和功率因數(shù)。
文檔編號H02K3/28GK2819602SQ20052002166
公開日2006年9月20日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者王去非 申請人:王去非