專利名稱：繞線式異步電動機限流增矩控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種繞線式異步電動機限流增矩控制器。主要適用于繞線式異步 電動機，可直接安裝于電機轉軸上，取代所有的起動裝置和配套設備，并能在電機短時過載 時具備限流增矩功能，屬于電動機拖動控制技術領域。
背景技術：
現在投入工業(yè)運行的繞線式異步電動機，都采用在轉子電流回路中，串入頻敏變 阻器或各種可調電阻，以限制電動機的起動電流，也能增加其起動力矩，它必須在電動機的 轉軸上裝有滑環(huán)、碳刷、刷盒、刷架短接裝置及控制箱中的交流接觸器、時間繼電器等易損 件與頻敏變阻器或各種可調電阻組成一個二次回路，這些易損件任一個部位出現故障都會 引起停機停產，其日常維護非常繁瑣，易損件更換頻繁，尤其是滑環(huán)與碳刷長期摩擦，產生 火花和碳末，碳末將變成導電塵埃，若被吸入電機內部則有燒毀電機的危險也可能影響到 附近其它電氣設備。目前技術較先進，而普遍使用較多的繞線式電動機起動方法是采用在轉子回路中 串入頻敏變阻器的起動方法，它采用增大鐵損和銅損及氣隙損耗的辦法，來限制起動電流， 增加起動力矩，而電動機也必須配有刷環(huán)裝置、二次回路還需配置一臺起動控制柜，其連接 電纜的成本就相當可觀，它不能頻繁起動，若在5分鐘內起動2 3次，頻敏變阻器則會燒毀。發(fā)明內容本實用新型之目的是要克服現有技術存在的不足，設計一種限流增矩控制器，將 其直接安裝在電機轉子的轉軸上，與電動機同步運轉，在電機起動時，可限制起動電流，增 加起動力矩，在電機過載時可限制過載電流，增加旋轉力矩，它完全可取代電動機轉子上的 滑環(huán)、碳刷、刷盒、刷架所有裝置及整個二次回路中的所有電氣元件和起動控制柜。本實用新型特征是設有軸套(19)與電動機轉軸聯動聯接，軸套(19)上固定設有 圓環(huán)形離心開關及圓環(huán)狀前、后軛板(15、20)，離心開關由離心開關盒底座(1)、離心開關 盒內圓壁O)、離心開關盒外圓壁(6)、離心開關彈簧(3)、離心開關動觸頭G)、離心開關靜 觸頭(5)、離心開關接線柱(7)組成，前、后軛板(15、20)之間固定設有若干個線圈繞組及 接線柱(11)，電機轉子繞組的出線端從轉軸中心孔引出，直接與接線柱(11)固定連接，接 線柱(11)另一端其接頭(9)與相鄰的兩個線圈繞組中的線圈(16)連接，線圈繞組由線圈(16)、內鐵芯(18)、外鐵芯(17)組成，內外鐵芯(18、17)之間有間隙，線圈(16)置于外鐵芯(17)上，離心開關接線柱(7)與接線柱(11)用導線固定連接。本控制器的工作原理是將鐵芯線圈繞組成圈環(huán)形排列，上下磁軛及離心開關也 為圓環(huán)形，整體制作成滑環(huán)及刷架形狀相似，直接安裝在電機轉軸上的安裝滑環(huán)及刷架的 位置，裝原電機轉軸上的刷環(huán)裝制取消，和電機轉組繞組引出線直接聯接，即將本控制器的 線圈繞組串入了電機的轉子回路，在電機起動過程中，轉子電流頻率f2隨轉子轉速升高而降低的關系f2 = ^XS,當轉子轉速由0上升到額定轉速Ne時，轉子電流頻率則從50Hz平 滑降到l-3Hz，控制器阻抗zp = rp+jxp，其中鐵損rp也隨之下降，電抗XP = ω LP,同理XP 也減少，當起動結束后Sf1很小，Zp則降到很小，接近似可忽略不計，因此電機在起動時，既 能限制起動電流，也能增加起動轉矩。本實用新型有下述優(yōu)點本控制器在設計時充分考慮了鐵損、銅損、氣隙損耗及線圈導線載流量的綜合因 素，長期串接在轉子回路上，正常運行時不會產生渦流發(fā)熱效應，繞組線圈也不會過熱，所 以在正常運行時，即使離心開關發(fā)生故障控制器被長期串接運行，也可保證電機運行的所 有特性不變，控制器也不會損壞。它完全可以代替所有各種起動設備，可以將電機原有刷環(huán) 裝置的所有零部件全取消，二次回路的所有電器元件及起動控制柜都可以取消，大大減少 了維護成本和制造成本，簡化了維護技術和操作程序，提高了電機的過載能力，是一種運行 可靠、操作簡單、不用維護、裝卸方便、節(jié)約成本、使用壽命長、功能多樣的理想設備。


圖1 為本實用新型實施例結構剖視圖。圖2 為本實用新型實施例接線原理圖。圖中各圖號的構件名稱為1.離心開關盒底座，2.離心開關盒內圓壁，3.離心開 關彈簧，4.離心開關動觸頭，5.離心開關靜觸頭，6.離心開關盒外圓壁，7.離心開關拉線 柱，8.絕緣板，9.接頭，10.絕緣套，11接線柱，12.螺母，13.彈墊，14.平墊，15.前軛板， 16.線圈，17.外鐵芯，18.內鐵芯，19.軸套，20.后軛板，21.平墊，22.彈墊，23.螺母，24.螺母。如圖所示，本實施例的軸套19與電機轉軸花鍵聯接，軸套19上固定設有的圓環(huán)狀 前、后軛板15、20之間設有六個線圈繞組，該線圈繞組由線圈16及內、外鐵芯18、17組成， 內、外鐵芯18、17之間具有氣隙，外鐵芯17的一頭焊接固定在后軛板20的內側面上，內鐵 芯兩端頭車細，并車絲紋，通過兩端的絲紋用螺母23固定在前、后軛板15、20上，六個接線 柱11則固定在前軛板15上，電機轉子繞組的出線端從電機轉軸中心孔引出直接與接線柱 11固定連接，接線柱11另一端的接頭9與相鄰的兩個線圈繞組中的線圈16連接，在軸套 19延伸段及前軛板15外側面處，固定設置圓環(huán)形離心開關盒，離心開關盒是由底座1、內 圓壁2、外圓壁6組成一個整體，采用絕緣材料粉沫澆鑄成形，六個離心開關靜觸頭5由離心 開關接線柱7固定在外圓壁6內側，離心開關接線柱7與對應的前軛板15上的接線柱11 用導線固定連接，離心開關動觸頭4通過離心開關彈簧3設置在內圓壁3上面，動、靜觸頭 4、5是錯位安裝，當電機達到預定的轉速時，離心力使離心開關彈簧3張開，動、靜觸頭4、5 閉合，每個動觸頭4都接通兩個相對應的靜觸頭5，以達到短接轉子繞組的效果。
具體實施方式
結合附圖和實施例對本實用新型說明如下如實施例所述，本控制器通過軸套19與電機轉軸花鍵聯接，整體安裝在電機轉軸 上，其6個線圈繞組的線圈16通過接線柱11與電機轉子繞組的引出線對應聯接，即本控制 器的線圈繞組，串入到了電機轉子回路中，本控制器線圈繞組的阻抗值是與轉子電流頻率4的大小成比例增減的，而轉子電流的頻率F2是隨轉速上升而下降的，即轉速由0上升至額 定轉速Ne時，轉子電流頻率則從50Hz降到1 3Hz，因此當電機轉子轉速由0升至Ne時， 本控制器線圈繞組的阻抗值由最大(起動初瞬)降到最小(正常運行)，故電機起動時起動 轉矩較大，起動電流較小，由于本控制器的短接裝置離心開關，也設置在軸套上，與電機轉 子同步運轉，當電機達到預定轉速時，離心力使離心開關動、靜觸頭閉合，將電機轉子繞組 短接，控制器線圈繞組成旁路，電機進入正常運行。 綜上所述，凡繞線式異步電動機，只須使用本控制器，就可免去其它所有的起動設 備，包括電機本身的刷環(huán)裝置，只需合上電源開關，電機就能自動平穩(wěn)起動到正常運行。
權利要求1. 一種繞線式異步電動機限流增矩控制器，其特征是設有軸套(19)與電動機轉軸聯 動聯接，軸套(19)上固定設有圓環(huán)形離心開關及圓環(huán)狀前、后軛板(15、20)，離心開關由離 心開關盒底座(1)、離心開關盒內圓壁O)、離心開關盒外圓壁(6)、離心開關彈簧(3)、離心 開關動觸頭G)、離心開關靜觸頭(5)、離心開關接線柱(7)組成，前、后軛板(15、20)之間 固定設有若干個線圈繞組及接線柱(11)，電機轉子繞組的出線端從轉軸中心孔引出，直接 與接線柱(11)固定連接，接線柱(11)另一端其接頭(9)與相鄰的兩個線圈繞組中的線圈 (16)連接，線圈繞組由線圈(16)、內鐵芯(18)、外鐵芯(17)組成，內外鐵芯(18,17)之間 有間隙，線圈(16)置于外鐵芯(17)上，離心開關接線柱(7)與接線柱(11)用導線固定連 接。
專利摘要本實用新型的名稱為繞線式異步電動機限流增矩控制器，屬于電動機拖動控制技術領域。主要解決繞線式異步電動機為起動所需用的配套設備繁多、配套成本高、日常維護量大、易損件更換頻繁、故障率高、技術難度高的問題。本控制器的特征是設有軸套與電動機轉軸聯動聯接，軸套上設有圓環(huán)狀前、后軛板及圓環(huán)形離心開關盒，前后軛板之間固定設置有若干個線圈繞組及接線柱，電機轉子引出線從轉軸中心孔引出，直接與接線柱固定連接，接線柱另一端其接頭與相鄰的兩個線圈繞組的線圈連接，線圈繞組由線圈及內鐵芯、外鐵芯組成，內、外鐵芯間有間隙，線圈置于外鐵芯上，圓環(huán)形離心開關盒由底座、內圓壁、外圓壁組成一絕緣整體，設置在軸套及前軛板上，靜觸頭由離心開關接線柱固定在外圓壁內，動觸頭通過離心開關彈簧設置在內圓壁上。工作原理是采用鐵損、銅損、氣隙損耗的綜合參數，限制起動電流，增大起動力矩。凡是繞線式異步電動機，只須使用一臺本控制器就可取代電機上的刷環(huán)裝置及外部配置的起動控制柜所有的為起動而配套的設備。而且增加了電機過載的限流增矩功能。
文檔編號H02P25/16GK201839255SQ20102017802
公開日2011年5月18日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者謝有神 申請人:湖南科太電氣有限公司