[实用新型]高效节能交流电动机

说明书

一、技术领域：本使用新型属于一种机电产品，尤其是一种可以提高功率因数的电动机。

二、背景技术：异步电动机是目前生产领域最主要的将电能转化为机械能的动力机械。虽然具有结构简单，使用方便，成本较低的特点，但是由于自身原理的缺陷，还存在以下问题：其一是适应性低。主要是功率范围上下限变化幅度小，一般在2-3倍之间。在功率上限不能长时间工作，否则会发热烧坏。在低负荷时又存在功率因数低、效率低、浪费能源的问题。因此这种电机的负荷只能在距离额定功率范围很小的幅度内使用。由于这种缺陷造成电机功率规格繁多，给生产制造带来很多麻烦。同时又难以适应机械负荷变化的要求。由于惯性和静摩擦力存在，以及实际工作的需要，电机的工作负荷应在5-10倍之间变动。而现实生产中只能根据负荷上限选择电机功率，造成大马拉小车现象，使电机功率因数低，效率低，浪费电能。其二是提高功率因数的方法适应性差，选择功率相应的电机无法满足负荷变化；用固定电容器进行补偿，固定电容器容量是固定的，加上附属检测装置复杂，还是不能精确地进行功率补偿，只能在某个区间内补偿，适应性差，设备复杂。

三、发明内容：本使用新型的目的是设计一种高效节能交流电动机，它能适应在较大范围内变化的负荷。在各种负荷状态下都有较高的功率因数。其技术方案是：高效节能电动机由壳体、定子、转子、转子轴组成。固定在壳体上的定子的一侧同时固定着由矽钢片组成的定子感抗体，定子感抗体与定子及壳体之间有隔磁板。转子可以在转子轴的花键上移动。在与定子感抗体相对的一侧，有矽钢片组成的转子感抗体与转子连成一体，转子感抗体与转子之间有隔磁板；在转子感抗体一端的转子轴上装有转子移动弹簧，在壳体外面有移动弹簧调节旋钮。在转子另一端有缓冲弹簧。转子及转子感体移动的左右终点分别是：转子与定子完全重叠和转子及转子感体与定子及定子感抗体两端对齐。所述的转子可以是鼠笼式也可以是绕线式。

这种电动机在感抗体的作用下，随着负载变化自动调节转子的轴向位置，使电机始终保持较高的功率因数，因而实现较高的效率和减少无功能耗。

四、附图说明：图1是高效节能电动机的结构示意图。

五、具体实施方式：在图1所示的电动机的结构图中，固定在壳体1上的定子绕组2的右侧，固定装有矽钢片组成的定子感抗体4，在定子感抗体与定子及壳间有磁阻较大的隔磁板3。转子轴5从转子中心穿过，转子7在轴5上通过花键或平键与轴滑动配合，可以轴向移动。转子带动转子轴输出动力。在与定子感抗体4相对的一侧，有转子感抗体9与转子联成一体。转子感抗体与转子间有隔磁板8。在转子感抗体一端的转子轴5上装有转子移动弹簧10，在壳体外端面有移动弹簧的调节旋钮11。用来调节移动弹簧的弹力。转子轴的另一端有缓冲弹簧6，防止转子产生冲击。转子及转子感抗体向左移动的终点是转子与定子完全重叠，向右移动的终点是与定子及定子感抗体左右端对齐，这种结构对鼠笼式或绕线式转子都适用。在停机状态，转子7在移动弹簧10作用下移向右端，转子右端面与定子感抗体右端面对齐。启动时定子中有较大的启动电流，定子线圈中启动电流产生的磁场力与转子感生电流产生的磁场力的相吸引，将转子向左拉动。这时的转子与定子在轴向逐渐增大重叠量，有较大的动力输出。当转子与定子完全重叠时有最大的动力输出。启动后，转子的转差率减小，感生电流减小，磁场力减小，转子在移动弹簧10作用下向右移动，最后稳定在一个平衡点。倘若电动机的负荷变小，转子的转速增大，转差率减小，感生电流减小，磁场力减小，则移动弹簧10会把转子向右推动。转子向右移动，使转子与定子重叠量减小，产生驱动力的能力减小；转子右移使定子与转子感抗体重叠增加，在感抗作用下定子线圈的电流也随负荷成比例减小。这又使转子转速减小，转差率增大，又使定子电流增大，最后达到一个平衡点，就等于它变成了一个额定功率较小的电动机。随着负荷变化，转子与定子重叠程度不同，感抗体作用程度不同，总是使输入电流最大程度的变为做功电流。电机就始终处于功率因数较高的满负荷状态工作。按照常规理论，交流电机的转子线圈增加一定电阻，能够提高启动时的功率因数。转子右移使转子与定子感抗体发生重叠，定子感抗体使转子线圈的阻抗增加，因而提高了启动功率因数和启动力矩。

由于电动机结构的改变产生了这样的结果：A、电动机所能承担的负荷可以在较大的范围之内变化，因此可以大大减少电动机功率的规格数量。这对生产和使用单位都有利。B、电动机对所承担的不同负荷均有较高的功率因数。因而有较高的效率和较低的能量损耗。C、励磁电流可以随负荷大小相应增大或减小，自动调节，节省电能。D、由于转子感抗的存在，使定子启动电流逐步增大，形成柔性启动。