[发明专利]一种交流变极三速三相感应电机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种交流变极三速三相感应电机。

背景技术

变极调速是交流电机常用的调速方法之一。这种调速方法只需要改变电机绕组线圈的连接顺序和接线方式就可以改变电机绕组极对数，从而使电机具有两种以上的速度，与变频等其它调速方法相比，具有效率高且简便可靠的突出特点。

常用的变极方法有反向法和换相法两种，其中反向变极法是将每相绕组的线圈重新组合后划分为两段，具有接线简单，出线头少，换接方便，变极匝比变换灵活的特点，适合于普通倍极比变极绕组。

应用反向变极法可使一套三相绕组具有可通过开关换接的两种不同的极数。不过，若要求有三种极数，通常还是需要有两套三相绕组。这是因为，为使变极换接时的接线尽可能简单，一般要求三相变极绕组的一种速度对应3根出线，这样两种速度就对应6根出线，而单绕组虽然也可以实现三种极数，但是绕组的出线头就会比较多，超过所希望的9根出线。为做到三速变极电机绕组保持9根出线头，同时变极换接简便，目前仍多采用两套三相绕组的变极方案。

三速变极电机在起重吊装机械设备中应用广泛，这种三速变极电机的极比通常取为4/8/32，其中4极高速用于轻载，8极中速重载，32极低速则用于重物下放落位。作为一般的变极方案配置，需采用两套独立的三相绕组，其中4/8极为一套绕组，32极则单独使用一套绕组。

采用两套独立的三相绕组，也即双绕组三速变极方案的好处是出线头少，变极换接简便，但这时的电机无论在哪一种速度下工作，其中总会有一套绕组闲置，造成电机绕组总体利用率低，温升高，效率低下。

发明内容

本发明目的是为了克服上述现在三相感应电机的三速变极绕组接线方式存在的问题及缺陷，而提供一种新的交流三速变极三相感应电机，其定子绕组采用两套具有不同变极比的反向法变极绕组合成使用，也就是这两套变极绕组在其中一种极数下并联使用的方法，与现有互不关联的双绕组多速电机变极方案相比具有更好的技术性能，绕组导体利用率高，温升低，损耗减小，出线头根数则保持和原来相同不变，变极控制简便。

本发明的技术方案为：

一般而言，双绕组三速变极方案通常要求为恒转矩变极，其中高速极对数p₁和中速极对数p₂共用一套绕组，采用反向法变极，低速极对数p₃单独使用另外一套绕组，而对于恒转矩变极绕组，从绕组设计中的实际有效用铜量来看，这三种极对数中，低速极对数p₃和中速极对数p₂较高，高速极对数p₁较低，因此可以考虑将低速极对数p₃原来单独使用另外一套绕组也按反向法变极原理设计成低速极对数p₃和中速极对数p₂共用，从而形成高速极对数和中速极对数共用一套绕组，低速极对数和中速极对数共用另外一套绕组的新的双绕组三速变极方案。由于新方案两套绕组中均含有中速极对数p₂，为尽可能减少出线根数，这两套绕组在中速极对数p₂下可以考虑并联工作方式，但要注意的是，必须保证并联各支路感应电动势相位相同，幅值相等，以避免可能产生的环流。

上述两套三相绕组具体接线可以有多种方式。例如，采用反向法原理变极，将一套三相绕组设计成高速极对数p₁和中速极对数p₂共用，接法为2Y/Δ，另一套三相绕组则设计成为低速极对数p₃和中速极对数p₂共用，同样采用反向法原理变极，接法也为2Y/Δ，两套绕组均含中速极对数p₂，接法皆为Δ，因此可以将之并联，如图1所示。其三种极数的变换方式接线如图2所示，可以看出，这时两套绕组的引出线头为9根，对应高速极对数p₁，接法为2Y；对应中速极对数p₂，接法为Δ；对应低速极对数p₃，接法也为2Y。