專利名稱：使三相電機適用不同電壓/頻率的方法及結構的制作方法
技術領域：
本發明為涉及一種使三相電機適用不同電壓/頻率的方法及結構，特別涉及一種可使三相電機符合多種不同電源規格要求而可減少倉儲壓力提升營運效益的方法及結構。
盡管電機已問世許久，屬于傳統的重工業，但重要性至今仍未曾稍減，除在工業用途上仍舉足輕重外，一般人的日常電器用品充斥著大小不同的電機，可見電機的重要性未因工業科技的進步而稍減。
本文中提出討論的電機尤指三相電源驅動的電動電機，其經常運用于各種大型機械，而既然是電力驅動，就必須考慮電源規格問題，有關電機電源的電壓及頻率通常是標準化的，例如以美國為主的大部分地區，其電源頻率為60Hz，歐洲地區則50Hz、60Hz兩種頻率都有。不論如何，各地區存在不同的電源頻率規格為既成的事實，且電機本身也有各種不同的電壓規格，故對于電機制造業而言，為滿足不同的電壓/頻率要求，必須分別制造不同電源規格的電機，以符合市場的不同需求。由于存貨問題攸關營運成本及客戶對貨品的需求，故必須作到良好的物流控制，始能有效降低存貨造成的影響，但對于電機制造業而言，有效的存貨管理，產品快速的生產，有其實際的困難，原因即如前述，其必須配合不同地區的電源規格，提供不同規格的電機存貨。此種狀況原不利于產業，而在加入世界貿易組織(WTO)后，形勢將更為險惡。
又在實際的運用問題上，由于不同的電機對于電源規格有嚴格的要求，如既有60Hz的電動電機無法使用50Hz的電源，當電源規格有出入，唯一方法即僅拆換電機一途，以大型機械的出口制造商為例，如廠商在大型機械上安裝60Hz的電機，就只能使用60Hz電源，但如前揭所述，歐洲某些地區仍使用50Hz電源，當國內廠商接獲該地區訂單時，為了符合電源規格要求，直接且唯一方式是將所有機械上的60Hz電機更換成50Hz電機，此舉無疑將耗費大量的人力、物力，而嚴重影響營運成本。
再者，由于電機對于電源規格要求嚴格，當其使用于供電不穩的地區時，即隨時存在燒毀之虞。舉一實例而言，輸供電不穩的地區，原為220伏特的電壓規格，在白天用電尖峰時，可能降低至200伏特，到晚上的用電離峰時，則可能驟升至230伏特，此對電源規格要求嚴格的電機而言，無疑將形成極大的潛在危機，并有隨時燒毀之虞，由此可見，既有電機在供電不穩地區的運用十分缺乏應變能力。
由上述可知，現有電機存在規格過多，造成倉儲存貨壓力，且無法使用不同頻率的工作電源，對于供電不穩地區也缺乏應變能力等缺陷，故有待進一步檢討，并謀求有效的解決方案。
因此，本發明主要目的在提供一種可使三相電機符合多種不同電源規格、且可承受電力浮動及減少倉儲壓力的方法及結構。
為達成前述目的采取的主要技術手段是令三相電機以加粗電機繞組之線徑，并適當加長其硅鋼片長度，使電機符合不同的電壓規格要求及提高電壓升高時的散熱能力；利用前述設計可大幅擴充電機用電范圍，意即可以單一種類的電機符合各種不同電源規格者，以大幅減少不同電壓/頻率規格之電機存貨倉儲，降低業者營運成本；且利用該項設計可使電機工作于特定電壓時，可承受電源電壓的上下波動，故可適用于供電不穩之地區。
前述硅鋼片是60Hz電機中硅鋼片長度的120％，以增加其散熱面積，適應使用50Hz電源時所增加的熱源，并可提高電機機構本身的抗壓能力。
前述的電機是使用半開放式的外殼，以提供良好的散熱通道。
前述電機的電源規格，在頻率方面是以60Hz為主，但是仍然可使用50Hz電源；又在電壓方面，可適用于200～480伏特范圍之電源。
由上述說明可看出本發明的具體技術方案和其結構型態、工作特性，以該等設計至少具備下列優點1.減少庫存解決存貨問題本發明以單一結構電機即可滿足多種不同電源規格電機的供貨需求，換言之，庫存中僅須準備單一規格的電機，即可滿足多方面要求，故能減輕庫存壓力降低營運成本。
2.對于供電不穩地區具有良好的適應能力在落后或偏遠地區因輸供電不足，造成白天尖峰電壓降、晚間離峰電壓升的供電不穩現象，如使用一般電機，即可能因電流過載而燒毀。經使用本發明的電機，因適用電壓范圍廣，當發生供電不穩狀況時，也不虞燒毀；如白天電壓降至200伏特時，其適為電機的額定電壓值，而晚上電壓升至230伏特時，則因硅鋼片加長，散熱面積提高，適可有效揮散因電壓升高而驟升的熱能，故不致發生燒毀情事。
3.相關產業均能受惠舉凡成型機、油壓重機械、電子封裝工業、壓鑄機、空壓機等使用電機的產業，均能因本發明的電機設計而受惠。
以下結合附圖進一步說明本發明的具體結構特征及目的

圖1為三相電機的內部線圈示意圖。
圖2為三相電機內部線圈外拉接線端的示意圖。
圖3為本發明實施例的電機接線方式示意圖。
圖4為本發明又一實施例的電機接線方式示意圖。
圖5為本發明再一實施例的電機接線方式示意圖。
圖6為本發明另一實施例的電機接線方式示意圖。
一般三相電機有四組線圈的，也有六組線圈的，在以下實施例中，現以具有六組線圈的三相電機為例說明圖1示出了三相電機10內部的六組線圈，并由六組線圈拉出十二組接點端U1、U2、V1、V2、W1、W2、U5、U6、V5、V6、W5、W6(結合參見圖2)。為符合不同的電壓規格要求，適度提高六組線圈的繞線線徑，在本實施例中，其經加粗繞線線徑后，可適用于200V～480V的電壓范圍，除此以外，并以60Hz電機內部的硅鋼片為基礎，加大其長度20％，藉此提高散熱面積，并配合半開放式外殼(或特種產業的全密閉式外殼)的運用，以適應改用50Hz電源時增加的熱能，利于其散熱。
在前述結構型態下，采用平方安培方式，再令六組線圈的十二組接線端U1、U2、V1、V2、W1、W2、U5、U6、V5、V6、W5、W6間作適當接線，再配合外部的三角接法開關(MCD)及Y形接法開關(MCS)連接，以透過不同的接線方式，符合不同的電壓規格要求。
而利用前述設計制成電機，其可適用的電壓規格，謹以下列實施例說明之首先參見圖3，令電機的六組線圈作2Δ接法，主要是令前述接線端W6、W2，U6、U2，V6、V2，U5、U1，V5、V1及W5、W1等作成對連接，并使前述六處接點分別與外部的三角接法開關(MCD)連接，又令三相電源R.S.T由前述接點端U5、U1，V5、V1及W5、W1的連接處輸入，隨即構成-2Δ接法，運轉電壓為220伏特的三相電機。
圖4所示的是前述運轉電壓為220伏特的電機，它采用2Y接法而產生380伏特運轉電壓的線路結構，主要是令接線端W6、W2，U6、U2，V6、V2的連接處和外部的Y形接法開關(MCS)連接，又三相電源R.S.T仍由前述接點端U5、U1，V5、V1及W5、W1的連接處輸入，藉此構成2Y接法。由于Y形接法的電壓約為三角接法電壓的1.73倍，故轉換為2Y接法后，約可取得380伏特電壓，作為運轉電源。
由上述可知，透過前述接法可分別構成220伏特及380伏特的三相電機，而前述的Δ-Y接法可交替運用，以分別提供電機的起動電壓與運轉電壓。
另，Y-Δ接法的交替運用除達成上述目的外，也可以用在緩沖降壓激活，以適應各地區升或降之不同電壓。
圖5所示的是前述六組線圈作三角接法，以符合400伏特的電壓規格，主要是令前述接線端U5、U2，V5、V2，W5、W2等相互連接，又令接線端W6、U6、V6與U1、V1、W1透過外部的三角接法開關(MCD)連接，再使三相電源R.S.T由前述接線端U1、V1、W1輸入，隨即構成一三角接法，運轉電壓400伏特的三相電機。其實際可使用的電壓規格則有380伏特、415伏特、440伏特、450伏特、460伏特、480伏特等。
圖6所示的是前述六組線圈作Y接法，以符合400伏特的電壓規格，主要仍使前述接線端U5、U2，V5、V2，W5、W2等相互連接，又令接線端W6、U6、V6透過外部的Y形接法開關(MCD)連接，再使三相電源R.S.T由前述接線端U1、V1、W1輸入，即可構成一Y形接法的三相電機，其至少符合660伏、760伏特等電壓規格，并可配合圖5所示三角接法的交替運用，以分別提供起動和運轉電壓。
由上述實施例可以具體看出，透過本發明的結構設計，并配合適當的基本接線與三角接法、Y形接法開關的運用，可使三相電機符合多種不同的電壓規格及頻率要求，如配合CNS、JIS等國家標準允許的10％上下限，其使用范圍將進一步擴張，以前述實施狀態為例，其可使用的電源規格和地區是如以下所列60Hz 220/440(臺灣、菲律賓)60Hz 220/380(臺灣)60Hz 200/400(日本)60Hz 380/660(一般地區)60Hz 460/760(美國、墨西哥)60Hz 230/460(香港)60Hz 460/720(美國)60Hz 480/760(美國)50Hz 220/380(大陸、越南、印尼)50Hz 200/440(巴拉圭)50Hz 200/400(日本)50Hz 208/415(英國、新加坡)50Hz 415/760(新加坡、紐西蘭)50Hz 380/660(大陸)50Hz 440/760(中東)50Hz 230/450(紐西蘭)以上所列者均為使用本發明對電機的改良設計，所構成200～480伏特三相電機可以適用的地區與電壓規格，具體而言，即只須單一結構的電機即可滿足前列各個地區、不同電壓/頻率的電源規格，而可大幅減少電機庫存，減輕營運壓力。
權利要求
1.一種使三相電機適用不同電壓/頻率的方法，其特征在于以線徑較粗的繞線繞成電機內部的四組或六組線圈，并適當加長其硅鋼片長度；所述四組或六組線圈分別由兩端拉出接線端，以配合外部設置的三角接法開關及Y形接法開關構成不同的接法。
2.如權利要求1所述使三相電機適用不同電壓/頻率的方法，其特征在于所述硅鋼片是60Hz 200伏特/400伏特電機中的硅鋼片原長度的120％。
3.如權利要求1或2所述使三相電機適用不同電壓/頻率的方法，其特征在于所述電機的各組線圈除使用傳統接法外，另可使用于Y-Δ緩沖降壓激活，以適應地區升或降的不同電壓。
4.如權利要求1、2或3中任意一項所述使三相電機適用不同電壓/頻率的方法，其特征在于所述電機是使用半開放式的外殼。
5.如權利要求1、2或3中任意一項所述使三相電機適用不同電壓/頻率的方法，其特征在于所述電機是使用特種產業的全密閉式外殼。
6.一種可適用不同電壓/頻率的三相電機，其特征在于至少包括外殼；四組或六組以加粗線徑繞線的線圈；適當加長其長度的硅鋼片；分設于外部且和前述四組或六組線圈各接線端連接的三角接法開關及Y形接法開關。
7.如權利要求6所述可適用不同電壓/頻率的三相電機，其特征在于所述硅鋼片是60Hz 200伏特/400伏特電機中的硅鋼片原長度的120％。
8.如權利要求6所述可適用不同電壓/頻率的三相電機，其特征在于所述電機的外殼是半開放式的外殼。
9.如權利要求6所述可適用不同電壓/頻率的三相電機，其特征在于所述電機的外殼是特種產業的全密閉式外殼。
全文摘要
本發明為涉及一種使三相電機適用不同電壓/頻率的方法及結構,以平均安培方式加粗電機繞組的線徑,并適當的加長其硅鋼片長度,使電機符合不同的電壓規格要求,并提高電壓升高時的散熱能力;利用前述設計可大幅減少不同電壓/頻率規格的電機存貨倉儲,降低業者營運成本,且根據該等設計可使電機用于特定電壓時,可承受10%～20%的上下波動,故極適用于供電不穩定的地區及專注于外銷市場的國家。
文檔編號H02K3/28GK1337769SQ00122798
公開日2002年2月27日 申請日期2000年8月9日 優先權日2000年8月9日
發明者黃聰仁 申請人:焌隆工業有限公司