[其他]諧波起動方法及按該方法起動的電動機

在審

• 申請號: 101985000002382
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102382B
• 公開（公告）日: 1988-06-08
• 發明（設計）人: 許實章
• 申請（專利權）人: 華中工學院
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 楊為國;方放

本發明提出一種利用諧波起動交流電動機的方法，并提出按該方法起動的同步電動機、繞線型和鼠籠型異步電動機。用本方法起動時，改變電機定子繞組聯結法而產生很強的諧波磁場，依靠該諧波磁場和轉子繞組相配合而改善起動性能。本發明提出的三種電動機的特點是：起動轉矩大，起動電流小、可全電壓起動，對繞線型異步機取消了轉子上的電刷、滑環、沒有電的觸點因而提高其起動和運行的可靠性，對鼠籠型異步機可提高其運行效率。

本發明屬于交流電動機的起動方法和按該方法起動的交流電動機定、轉子繞組聯結法及結構。

為了提高電動機的起動轉矩和降低起動電流，對異步電動機采用繞線型或具有深槽、雙鼠籠等特種槽形的籠型;對同步電動機則依靠阻尼籠進行降壓異步起動。目前，談及解決、改善起動轉矩，起動電流的文獻有很多，例如中國的《中小型電機技術情報》1979，No，1，P·16-20;1980，No·4，P·27-30;蘇聯專利No·756550。中國的《中小型電機技術情報》1979，No·1和1980，No·4提出的無滑環、無外接起動變阻器的繞線式異步電動機所用的方法是起動時改變轉子繞組聯結法，通過轉子繞組中三個觸點的斷開或閉合來實現電動機的起動或運行狀態。該文獻中所說的電機雖然取消了滑環和電刷。但需要安裝一套在轉子旋轉時能斷開或閉合觸點的機構，使轉子結構復雜而造成電動機的運行可靠性降低。該電機通過改變轉子的繞組的聯結以提高起動時定轉子阻抗折算比，提高折算到定子側的轉子電阻及電抗，減小起動電流，增大起動轉矩。但是由于電抗的增大，最大轉矩降低而起動轉矩增加不顯著，不適用于需要很大起動轉矩的場合。

蘇聯專利No·756550提出的一個4極同步電動機的起動、勵磁、阻尼繞組三合一的繞組方案，是利用基波起動，起動和運行時都為相同極數。起動時，轉子上三相繞組依次位移60°，60°，240°電角度，是三相不對稱的。這樣的電機，只在把接入直流勵磁的兩個端點短路的情況下，才能產生較大的起動轉矩，在重負載起動時不易到達同步轉速，負載越重，加上直流勵磁之后越難牽入同步。另外，它為了減小起動電流而必需采用降壓起動，使之起動轉矩減小。這個電機的三合一繞組在起動時不能串入起動電阻，否則將加劇轉子三相電流的不對稱程度。其三合一繞組的起動電流和直流勵磁電流走的是同一個回路，兩者互相干擾，不能共存。概括起來說，上述的電動機及目前廣泛采用的起動方法給電動機的制造和運行帶來電機結構復雜、零件繁多、制造成本高，起動過程中發生較大的電流沖擊、干擾電網、縮短電機壽命，起動轉矩不大，難以牽入同步等問題。對鼠籠型異步電動機則往往因轉子銅耗較大而效率不高。

本發明的目的在于提出一種利用諧波起動交流電動機的起動方法，以克服上述交流電動機為解決起動問題所帶來的種種缺點，同時提出三種利用諧波起動的交流電動機，即轉子上無滑環、無電刷、無電的觸點的繞線型異步電動機;阻尼繞組和勵磁繞組合二為一的高起動轉矩和容易牽入同步的隱極式同步電動機;以及高起動轉矩和高效率的鼠籠型異步電動機。這三種電動機的共同特點是轉子結構或制造工藝簡化，起動時無需附加降壓、變頻、變壓等額外的起動裝置，就可以獲得很大或較大的起動轉矩，并能大幅度地降低起動電流，提高電動機的起動和運行可靠性，減少附加設備的投資。

利用本發明提出的諧波起動方法起動的三種交流電動機，必須具備下述技術特征。三種電動機的定子繞組應具備下列條件：當定子繞組按正常運行聯結方式接入電網時，定子繞組產生一個很強的基波磁場（即電動機正常運行時所依靠的磁場），基波磁場以外的各諧波磁場均相互抵消或顯著削弱而幅值很小;但當定子繞組接起動聯結方式即只有一部分接入電網，或者雖然全部接入電網，但內部聯結方式與正常運行時不同，則定子繞組至少產生一個極數與基波極數不同的很強的諧波磁場，簡稱“起動諧波”，這時或者只產生起動諧波，而基波磁場被抵消，或者起動諧波與基波磁場同時存在;當然在設計定子繞組時應注意使起動諧波的旋轉方向與基波磁場的一致。