[发明专利]双层叠绕成型绕组改绕成Y－Δ接混合成型绕组的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将高压大中型异步电动机的双层叠绕成型绕组改绕成Y-Δ接混合成型绕组的方法，属于高压高效异步电动机的技术领域。

背景技术

电动机是当今工矿企业及日常生活中耗电量最多的一种电气设备。据资料统计，在美、日、法、俄四国的电动机所消耗的电能占其全部工业消耗电能的比重均超过60％，而在我国，仅三相异步电动机的用电量就占总用电量的60％以上。主要是因为我国电机驱动系统的能源利用率比国际先进水平低20％左右，尤其是高压三相异步电动机。如果电动机效率平均提高2％，节能潜力约为1000亿kWh，对我国的电力消耗的节约将是巨大的，这对于资源的节约、环境境的保护和改善是非常有利的。因此，进行高效高压三相异步电动机的研究意义重大。

同中小型异步电动机一样，要提高高压大中型异步电动机的效率，就是要降低电机的铁耗、定子铜耗、转子铜耗、机械损耗及杂散损耗。多数厂家通过增加有效材料，或采用高性能的硅钢片材料和低电阻的铜转子，国外甚至采用铸铜转子来降低电机的铁耗、铜耗及杂散损耗，但这是以增加电机的成本为代价的；改善通风结构及优化风扇的设计方法能够降低电机的机械损耗，改善工艺技术能够降低电机的杂散损耗，这样又增加了电机的加工技术难度。如果能像小型异步电动机那样，将普通双层叠绕组改绕成Y-Δ混合绕组，又称之为正弦绕组，即不增加成本，又能提高电机的性能，将对提高高压大中型异步电动机的性能是非常有意义的。对于小型异步电动机，无论是对电机进行电磁优化，或者增加有效材料，还是采用Y-Δ混合绕组，电机的效率提高都是比较明显的。而对于高压大中型异步电动机，由于其在电磁设计方法上水平比较高，效率本身也比较高，如果对其进行电磁优化或增加有效材料，研究发现电机的性能提高得不是很明显。如果像小型电机一样，将普通双层叠绕散嵌绕组改接成正弦绕组那样，对提高高压大中型异步电动机的性能是很有意义的。目前Y-Δ混合成型绕组多用在中小型电机上，而在高压大中型异步电动机上的应用及研究还没有在相关公开报道中看到。大型电机由于定子多为开口槽，绕组通常采用成型绕组，接线难度较中小型电机大。另外，国家电力部规定，功率大于2000kW(包括2000kW)的高压异步电动机，因工艺上无法满足，所以不可以采用Y-Δ混合绕组。

对于电压为6kV的异步电动机，定子绕组采用Y接，为了防止环流产生，改接成混合绕组时采用内Δ外Y接法。这种绕组能有效抑制谐波，大大削弱含量比较强的5、7等次谐波，基波加强，绕组系数提高，每极磁通降低，气隙磁密、定转子齿磁密及轭磁密降低，从而使得铁耗降低，同时为了不至于使每极磁通降得过低，线圈匝数可按比例减少，激磁电流减小，因此铜耗下降，从而提高了电机的功率因数和效率。因此，研究实现高压异步电动机的Y-Δ混合成型绕组并将其取代普通三相绕组，对开发高压高效异步电动机是很有价值的，缺点是工艺难度比较大，接线比较复杂。

发明内容

本发明是针对我国高压电机效率难以提高的问题而提出的一种应用在6kV高压异步电动机中的Δ-Y混合成型绕组的实现方法，目的是提高高压异步电动机的效率和性能，帮助解决和我国高压电机水平低的问题。该方法不是主要靠采用高性能的材料和增加电机有效材料来提高电机的效率，而是利用Δ-Y混合绕组可以降低电机的铁耗、杂散损耗、铜耗和提高功率因数的优点来提高电机性能。目前一些参考文献上所讲的将普通绕组改绕城Δ-Y混合绕组的方法多是针对中小型异步电动机，因为中小型异步电动机的定子绕组采用的是散绕组，能够做到在不改变电机任何参数和尺寸的情况下原普通三相绕组顺利改接成Δ-Y混合绕组，而且工艺上实现起来相对混合成型绕组来说也比较容易。

与中小型异步电动机中将双层叠绕组改绕成Y-Δ混合绕组的方法不同，若将普通成型绕组改成混合成型绕组，一方面工艺上比较复杂，另一方面由于Y接Δ接部分导线线规、线圈匝数和并联支路数等不像小型电机正弦绕组那样容易确定，由于受到很多参数关系的限制，往往不易选到合适的线规、线圈匝数及其并联支路数，而这些恰好是正弦成型绕组实现的关键和难点。Δ-Y混合成型绕组除了要保持Y接部分和Δ接部分的电流密度相等外，还必须要保持二者的导线总宽度相等。另外，为了保持定子槽用铜量不增加，而又为了满足所计算的导线截面积和匝数的要求，有时需对定子槽尺寸做一微调。此时绕组联接既有全部为Y形联接的，又有全部为角形联接的，还有Y-Δ混合联接的，所以槽高需根据绕组联接方式和最大槽高确定。

所述的方法在计算机中依次含有如下步骤：

步骤(1).初始化，向计算机中输入以下参数：