專利名稱：高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，進(jìn)一步講是用于將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，一種高功率因數(shù)的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
目前，已有技術(shù)的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)存在著電磁氣隙與極距比值較大和因初級(jí)鐵芯兩端開端引起的縱、橫向邊端效應(yīng)等缺點(diǎn)，故國內(nèi)外現(xiàn)有直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和電磁推力(電磁轉(zhuǎn)矩)，均比同容量、同極數(shù)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)低。一般，旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)COSφ在0.8以上，而直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的COSφ在0.38～0.55之間，嚴(yán)重影響了它的推廣應(yīng)用。
英國學(xué)者Holmes曾提出第三繞組用電容短接，主繞組與第三繞組之間是變壓器關(guān)系。主繞組接通電源后，第三繞組感應(yīng)電勢，產(chǎn)生超前電流，提供無功。用此法在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上作試驗(yàn)證明可改善電機(jī)的功率因數(shù)，但堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩不但沒有提高，反而比原電機(jī)下降。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的在于克服已有技術(shù)中的不足之處，而提供一種高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)，在提高功率因數(shù)的同時(shí)，降低額定工作電流，提高推力，節(jié)省電能。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的可以通過以下措施來達(dá)到在由初級(jí)、次級(jí)組成，初級(jí)由鐵芯、鐵芯槽內(nèi)嵌放的對(duì)稱三相繞組以及接線盒構(gòu)成的高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)中，其鐵芯6槽內(nèi)嵌放兩套對(duì)稱的三相繞組主繞組3和副繞組4。副繞組的三相線圈(A′、B′、C′)與電容器(CA、CB、CC)串聯(lián)后、與主繞組的三相線圈(A、B、C)并聯(lián)，接三相交流電源。主繞組3位于槽內(nèi)上部，副繞組4位于槽內(nèi)下部。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的還可以通過以下措施來達(dá)到高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)的副繞組4在鐵芯6上的空間位置比主繞組3超前1～2槽距角，同時(shí)對(duì)副繞組4所串電容器的電容量作適當(dāng)選擇，使副繞組4的電流比主繞組電流的相位超前角α=60～120°。
高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)的接線盒采用防爆接線盒，接線盒體1與電機(jī)初級(jí)本體上的接線盒座2之間的接合面E為隔爆接合面。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)①其功率因數(shù)COSφ可達(dá)0.96，比鋼次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)(COSφ=0.39)、復(fù)合次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)(COSφ=0.66)分別提高146％和75％。
②其額定工作電流比鋼次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)降低67.1％，比復(fù)合次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)降低49.6％。
③其同步效率比復(fù)合次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)提高10％。
④比復(fù)合次級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)節(jié)電30％。
⑤提高了設(shè)備的利用率，延長了電機(jī)及其配電、控電設(shè)備的使用壽命。
⑥減少了配電、控電設(shè)備的投資。
附圖的圖面說明如下

圖1本實(shí)用新型的初級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖2圖1中的D-D剖視圖圖3本實(shí)用新型初級(jí)繞組的電氣原理圖圖中1-主繞組接線盒體、2-主繞組接線盒座、3-主繞組線圈、4-副繞組線圈、5-副繞組接線盒體、6-鐵芯、7-封膠、8-底座、E-隔爆接臺(tái)面、H-磁場運(yùn)動(dòng)方向，A、B、C-主繞組的三相線圈，A′、B′、C′-副繞組的三相線圈，CA、CB、CC-副繞組的三相線圈串聯(lián)的電容器。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1本實(shí)用新型高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)由初級(jí)、次級(jí)組成，它的次級(jí)與已有技術(shù)相同。
圖1、2示出了本實(shí)用新型的初級(jí)的結(jié)構(gòu)。它的初級(jí)主要由鐵芯6、鐵芯槽內(nèi)嵌放的兩套對(duì)稱三相繞組主繞組3和副繞組4等構(gòu)成。主繞組3位于槽內(nèi)上部、副繞組4位于槽內(nèi)下部。位于直線電機(jī)一端的主繞組接線盒體1，與電機(jī)本體的主繞組接線盒座2由螺栓聯(lián)接固定，位于直線電機(jī)另一端的副繞組接線盒體5，同樣由螺栓聯(lián)接固定于副繞組接線盒座上。鐵芯6固定于底座8上，鐵芯6與繞組由封膠7澆注封固。
圖3示出了本實(shí)用新型初級(jí)繞組的電氣原理。副繞組的三相線圈(A′、B′、C′)與電機(jī)本體外的電容器(CA、CB、CC)串聯(lián)后、與主繞組的三相線圈(A、B、C)并聯(lián)，接三相交流電源。圖示為星形接法，H為磁場運(yùn)動(dòng)方向。
它的副繞組4在鐵芯6上的空間位置比主繞組3超前一個(gè)槽距角，副繞組4所串電容器的電容量按下述公式估算選擇，使得副繞組電流比主繞組電流的相位超前角α=60～120°。C=1ω{α[KZ1+(1+K)Z2]-Z3-(1+K)Z2}]]>式中ω-角頻率 Z1-主繞組阻抗α-副繞組電流相位超前角 Z2-激磁阻抗K-主、副繞組容量比系數(shù)Z3-副繞組阻抗初級(jí)的鐵芯6、主繞組3和副繞組4的主要參數(shù)具體選擇如下每極每相槽數(shù)q=1；每極槽數(shù)Qp1=3；極數(shù)P=10；極距τ=7.2cm；初級(jí)沖片長度L=738mm；初級(jí)迭厚l=150mm；齒距t1=24mm；每線圈匝數(shù)Wy=10；每槽導(dǎo)體數(shù)Z1=40；每相串聯(lián)匝數(shù)W=200；繞組線規(guī)比d/di=φ1.3/φ1.36；并繞股數(shù)n=6；電容器電容量C=349μF；相數(shù)m=3；接法星形。
在電源為額定電壓U線=380V、U相=220V、頻率f=50赫茲的條件下起始推力Fst=495公斤，同步速度Vs=7.2米/秒，副繞組電流的相位超前角α=120°，功率因數(shù)COSφ≥0.9。
電容器選用型號(hào)BCMJ型。封膠7采用環(huán)氧樹脂或聚氨脂。
當(dāng)副繞組4的電流比主繞組電流的相位超前角α=60～120°時(shí)，可以更好地提高直線電機(jī)功率因數(shù)、降低額定工作電流，并提高推力。為此，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x擇副繞組4所申電容器的電容量，同時(shí)使副繞組4在鐵芯6上的空間位置比主繞組3超前1～2槽距角。
工作原理當(dāng)初級(jí)接通三相交流電源后，主、副繞組中均有電流通過，副繞組電流超前主繞組電流相位角α，兩套三相繞組產(chǎn)生的磁勢在空間上同相位，兩套繞組產(chǎn)生的合成磁場，在電機(jī)的次級(jí)中感應(yīng)電流、產(chǎn)生電磁推力，并提高功率因數(shù)和推力。
實(shí)施例2高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)的接線盒采用防爆接線盒，接線盒體1與電機(jī)初級(jí)本體上接線盒座2之間的接合面E設(shè)計(jì)為隔爆接合面。使高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)成為防爆型的直線電機(jī)，以適應(yīng)防爆要求。其余同例1。
權(quán)利要求1．一種高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)，由初級(jí)、次級(jí)組成，初級(jí)由鐵芯、鐵芯槽內(nèi)嵌放的對(duì)稱三相繞組，以及接線盒構(gòu)成，其特征在于鐵芯(6)槽內(nèi)嵌放兩套對(duì)稱的三相繞組主繞組(3)和副繞組(4)；副繞組的三相線圈(A′、B′、C′)與電容器(CA、CB、CC)串聯(lián)后、與主繞組的三相線圈(A、B、C)相并聯(lián)，接至三相交流電源，主繞組(3)位于槽內(nèi)上部、副繞組(4)位于槽內(nèi)下部。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)，其特征在于所說的副繞組(4)在鐵芯(6)上的空間位置比主繞組(3)超前1～2槽距角、所串電容器電容量的選擇，使副繞組電流比主繞組電流相位超前角α=60～120°。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率因數(shù)直線感應(yīng)電機(jī)，其特征在于所說的接線盒為防爆接線盒，接線盒體(1)與電機(jī)初級(jí)本體上接線盒座(2)之間的接合面(E)為隔爆接合面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域,一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的高功率因數(shù)直線電機(jī)。由初級(jí)、次級(jí)組成,初級(jí)由鐵芯、鐵芯槽內(nèi)的兩套對(duì)稱,三相繞組:主繞組、副繞組等構(gòu)成。副繞組與電容串聯(lián)后、與主繞組并聯(lián),接三相交流電源,主繞組位于鐵芯槽內(nèi)上部、副繞組位于鐵芯槽內(nèi)下部。副繞組電流的相位超前角α=60～120°。其功率因數(shù)可達(dá)0.96,額定工作電流降低,同步效率提高,節(jié)約電能,提高設(shè)備利用率,延長電機(jī)及饋電設(shè)備壽命。
文檔編號(hào)H02K3/28GK2315714SQ9724537
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月5日
發(fā)明者朱友貴, 李光友 申請(qǐng)人:山東省煤炭科學(xué)研究所