[其他]可调速感应电动机

说明书

本发明是关于一种可调速的感应电动机，该感应电动机具有良好的转矩特性，效率高，转速易于调节。

一般调节感应电动机转速的方法之一是改变电源的频率。虽然这种方法可在宽转速范围内连续调速，但需要一个高价的变频器。此外，这种变频器在将交流电流变换成直流电流和再变换成交流电流时可能产生高谐波噪音和其它电磁波，这些高谐波噪音和电磁波若流入工业用的电力线路就会产生各种高谐波噪音问题，使电子计算机或其它电子设备误操作，使电容器发热等等。高谐波噪音问题是可以通过设置适当的高频滤波器加以解决的，但这方面的开销也是很大的。而且这个方法还有这样的缺点，即通常电动机低速运转时效率不高。

在感应电动机运转过程中改变其极数的方法确实可以调节感应电动机的转速，但那只能是有级调速，因而这种调速既不连续也不平滑。

改变电源电压的方法倒是可以达到连续调速的目的，但这个方法有一个缺点，即电动机在低速范围内运转时效率低。

改变接入绕线转子式电动机中辅助电阻以改变转差率的方法是较容易进行连续调速的，但由于转子绕组电路中从外部通过电刷和滑环接入了一个电阻，就有这样一个缺点，即需要对这些电刷和滑环定期进行检查和细心维护。在鼠笼转子式感应电动机中有这样一个问题：它不能采用改变辅助电阻的方法进行调速。

试图解决上述问题的先有技术确是有的。例如，未经审查的29005/1979号日本专利公开就揭示了这样一种装置，在该装置中，各鼠笼导体系这样配置，使它们沿一对转子铁心延伸，再将这些导体两端分别用短路环短接，此外还以这样的方式配置一个高值电阻器，使得各鼠笼导体在该两转子铁心之间的导体中间部位处于短接状态。在与相应各转子铁心分开的定子上设有若干绕组。这种鼠笼转子感应电动机在起动时，各定子绕组之间的相位相差180度，但在电动机起动之后的运行过程中，各相位经倒相后变成彼此同相。由于电动机起动时定子绕组之间的相位位移了180度，起动转矩增加，因而改善了电动机的起动特性。但在正常运转条件下，由于各定子绕组处于同相位，电动机在正常的转矩特性下运转。因此，尽管可以认为起动特性有所改善，但这种电动机的转速是不可调的，因而不能作为负荷要求变速的驱动电动机。

未经审查的29005/1979号日本专利公开包括这样一个实例：为缓和电动机如不采用该实例的作法从起动过渡到正常运转时转矩突然变化所引起的振动，令其各定子绕组短时间串联接到电源线路上，以此作为电动机到达满载运转的一个中间步骤。这种方案只局限于旋转磁场的相位移为0度或180度的情况，而且其目的决不是为了变速。当转换成串联接线时，加到定子上的电压减半，这就是说，转矩减到1/4。显然用该公布了的专利申请书所公开的方案是不可能进行调速的。

因此，虽然未经审查的29005/1979号日本专利公开引用了串联连接的作法，声明：“……可以作为中间步骤使定子绕组与供电电路的连接在串联连接与并联连接之间切换”，但必须考虑的是，这种串联连接与调速的目的无关，也无助于达到调速的目的。

未经审查的86807/1974号日本专利公开揭示了一种具有鼠笼转子和多相定子绕组的异步电动机。该电动机包括若干导电条、短路端环和铁磁层。定子被划分成第一绕组和第二绕组。这些第一和第二绕组共轴配置，彼此毗邻，且毗邻转子的各不同部分，可以供给同频率的交流电流。还配备有通过定子第二绕组改变在转子绕组中感应产生的电能用的装置。这种电动机无论用机械方法或电气方法都可以在定子的两个分开的部分之间产生相位差，而且可将转子的转速调节到某种程度。但除了定子两个分开的部分之间的相角处于同相位期间之外，电动机的转矩是如此之小，以致电动机的负荷增大时，电动机即刻停下来，这使电动机不实用。因此这种电动机不适用于在负载情况下电动机需要反复经常地起动停止的场合，这就是说，这种电动机还解决不了上述问题。

本发明的目的是解决先有技术存在的上述问题，达到即使将上述未经审查的29005/1979号和86807/1974号日本专利公开结合起来也无法达到的效益，例如，获取特殊的转矩特性，以平滑调速方式在宽调速范围内能调整任何所需的转速，并能在任何所希望的转矩下起动电动机等等。本发明的调速感应电动机，转矩特性优异，效率高，这是因为本发明在电动机从起动到满载运转整个广阔转速范围内施加大致相当于电动机满载运转时所施加的额定电流所致。