專利名稱：交流電動(dòng)機(jī)的制作方法
專利說明 本實(shí)用新型屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別是一種交流旋轉(zhuǎn)電樞式電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)。
目前交流電動(dòng)機(jī)一般只采用串激方式，現(xiàn)有的技術(shù)方案在習(xí)慣上認(rèn)為并激方式不實(shí)用，其原因是并激繞組直接接在電源上，如

圖1所示，其所受的電壓高則繞組匝數(shù)必然多，其電感也就大，于是激磁電流

產(chǎn)生的磁通

滯后于電源電壓，其滯后的相角差θ1很大，甚至接近90°，如圖2所示。

是電機(jī)電樞電流，作為比較相角差的起始位置。由于電機(jī)電樞電流

滯后于電源電壓的相角差θ2比較小，于是

產(chǎn)生的激磁磁通

與電機(jī)電樞電流

間有較大相角差θ3，在交流電源作用下，當(dāng)磁通

幅值大時(shí)電流

的幅值卻小，二者乘積小即產(chǎn)生的力矩小，故沒有實(shí)際意義上的用途。
本實(shí)用新型的目的是利用電容具有改變電流相位的特性來實(shí)現(xiàn)交流并激勵(lì)磁方式，并設(shè)計(jì)工作特性更好的交流電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，交流電動(dòng)機(jī)包括機(jī)殼、激磁繞組和旋轉(zhuǎn)電樞及換向器，其特征是在交流并聯(lián)激磁繞組上串接有電容。電容起到移相作用，使并聯(lián)激磁繞組產(chǎn)生的磁通相位和電機(jī)電樞電流的相位一致或基本一致，從而產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力矩。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，元件少，運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。利用此方案可開發(fā)出嶄新的交流并激電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品，而且可采用復(fù)勵(lì)方式(串激、并激結(jié)合)來改進(jìn)量大面廣的現(xiàn)有交流串激電動(dòng)機(jī)的性能。通過串激和并激的不同比例組合，制作的交流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)既具有交流串激電動(dòng)機(jī)起動(dòng)力矩高、過載能力強(qiáng)和體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，又克服了其空載“飛速”、振動(dòng)噪聲大和換向困難等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的工作性能。
下面結(jié)合具體圖例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明 圖1交流并激電動(dòng)機(jī)原理圖 圖2圖1相位分析圖 圖3本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)一原理圖 圖4圖3相位分析圖 圖5本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)二原理圖 圖6圖5相位分析圖 圖7串激和復(fù)勵(lì)工作曲線圖 圖8交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)一 圖9交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)二 實(shí)施例一 參照?qǐng)D3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)一原理圖，此圖為交流并激電動(dòng)機(jī)原理圖，其激磁繞組L1上串接電容C后并接在旋轉(zhuǎn)電樞繞組D上，電容起移相作用，其矢量圖如圖4所示，并激激磁電流

經(jīng)移相后相位移前為矢量

與

的夾角為θ4，通過適當(dāng)選擇電容C的參數(shù)，θ4可以很小或趨近于零，因此并激激磁電流

產(chǎn)生的并激激磁磁通

與電機(jī)電樞電流

的相位差可以很小或基本同相。二者的乘積大，從而產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩也大，具有足夠力矩的交流并激電動(dòng)機(jī)不僅具有實(shí)用意義，并且可以據(jù)此開發(fā)一系列具有新穎特性的交流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。實(shí)施例二 參照?qǐng)D5本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)二原理圖，配置一串激繞組L2，可制成一種交流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，即將串激和并激相結(jié)合，矢量圖如圖6所示，

為定子串激繞組磁通相位，

為從串激繞組通過的電機(jī)電樞電流，當(dāng)

激磁產(chǎn)生磁通

時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生了鐵耗，故

滯后

一個(gè)小角度，

為電源電壓，

為定子并激繞組磁通相位。

與

的夾角都很小。
在電動(dòng)工具等行業(yè)普遍使用的交流串激電動(dòng)機(jī)，具有體積小，重量輕和起動(dòng)力矩高，過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其機(jī)械特性“軟”，負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速低，空載時(shí)又會(huì)“飛速”，危險(xiǎn)的高速甚至?xí)茐碾姌修D(zhuǎn)子，并且噪聲振動(dòng)大，換向困難，從而限制了它的使用范圍。利用本實(shí)用技術(shù)方案制成的交流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，若以串激為主時(shí)，既保持了交流串激電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又克服其不足，并且能使電機(jī)的機(jī)械工作特性曲線變“硬”。如圖7所示，原交流串激電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性為曲線Ⅰ，改進(jìn)后的交流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性為曲線Ⅱ。磁通

與轉(zhuǎn)速n成反比關(guān)系，串激電動(dòng)機(jī)中串激繞組和電樞繞組流過同一電流

，空載時(shí)

↓↓

↓↓n↑↑故會(huì)“飛速”，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)

↑

↑n↓，于是形成“軟”的機(jī)械特性。
在復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)中

，并激電流

不通過電樞故不受負(fù)載大小的制約?？蛰d時(shí)

↓↓

d↓↓但

變化不大，故轉(zhuǎn)速n不會(huì)急劇上升。負(fù)載增大時(shí)

↑

d↑但對(duì)

影響不大，

只是總磁通

的一部分，故n下降也不大。所以在串并激同時(shí)存在并且比例調(diào)配適當(dāng)時(shí)，得到較“硬”的機(jī)械特性曲線。
空載時(shí)不“飛速”大大降低振動(dòng)噪聲，負(fù)載時(shí)工作轉(zhuǎn)速又較高，可以提高其負(fù)載能力，這種比較理想的工作特性，加上其固有優(yōu)點(diǎn)，為其在小型機(jī)械和電動(dòng)工具等領(lǐng)域的應(yīng)用打開了非常廣闊的前景。
以并激為主的交流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其機(jī)械特性相當(dāng)“硬”，具有獨(dú)到而優(yōu)良的性能特點(diǎn)。應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以靈活地調(diào)配串激和并激部分的比例，使電機(jī)能根據(jù)工作需要調(diào)整出各種較優(yōu)良的工作特性，而所需的成本卻十分低廉。
根據(jù)交流并激電動(dòng)機(jī)的工作特性可以開發(fā)一種嶄新的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)上為實(shí)現(xiàn)寬廣而平滑的調(diào)速常采用直流電動(dòng)機(jī)，但要解決直流電源問題往往還須配置直流發(fā)電機(jī)，或用交流電整流，設(shè)備投資相當(dāng)大。交流變頻調(diào)速是目前的研究方向之一，但同樣存在成本高波形不理想等問題。交流并勵(lì)激磁方法的問世，就可以在交流條件下采用和直流電動(dòng)機(jī)相同的方法，來實(shí)現(xiàn)寬廣平滑的優(yōu)良調(diào)速性能，成本低廉而且十分可靠。請(qǐng)見實(shí)施例三。實(shí)施例三 參照?qǐng)D8交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)一示意圖，在并聯(lián)激磁繞組L1與電容C回路上串接有可調(diào)電阻R1，在電樞D回路上串接有可調(diào)電阻R2，通過改變可調(diào)電阻R1和R2就可調(diào)整勵(lì)磁電流和電樞回路電阻從而實(shí)現(xiàn)寬廣平滑調(diào)速。實(shí)施例四 參照?qǐng)D9交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)二示意圖，在并聯(lián)激磁繞組L與電容C回路上串接有可調(diào)電阻R，在電樞D兩端并聯(lián)有電壓調(diào)壓器。通過可調(diào)電阻調(diào)整并激電流，通過變壓器調(diào)整電樞端電壓，從而實(shí)現(xiàn)寬廣平滑調(diào)速。
在以上兩例中，為調(diào)整性能要求可以配置一部分串激繞組。
權(quán)利要求1、一種交流電動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼、激磁繞組和旋轉(zhuǎn)電樞及換向器，其特征是在并聯(lián)激磁繞組上串接有電容。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電動(dòng)機(jī)，其特征是配置有串激繞組。
3、根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的交流電動(dòng)機(jī)，其特征是在并聯(lián)激磁繞組與電容回路上串接有可調(diào)電阻，在電樞回路上串接有可調(diào)電阻。
4、根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的交流電動(dòng)機(jī)，其特征是在并聯(lián)激磁繞組與電容回路上串接有可調(diào)電阻，在電樞兩端并聯(lián)有電壓調(diào)壓器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種交流電動(dòng)機(jī),包括機(jī)殼、激磁繞組和旋轉(zhuǎn)電樞及換向器,其特征是在并聯(lián)激磁繞組上串接有電容。電容起移相作用,使并聯(lián)激磁繞組磁通相位與電樞電流的相位基本一致,從而產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力矩,利用此方案可開發(fā)出嶄新的交流并激電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品,而且可采用復(fù)勵(lì)方式。制作的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)具有和直流電動(dòng)機(jī)同樣寬廣而平滑的調(diào)速特性,而無須專用直流電源,具有簡單、低廉而可靠耐用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K27/04GK2334120SQ9822738
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月16日
發(fā)明者陳堅(jiān) 申請(qǐng)人:陳堅(jiān)