[发明专利]一种电源为m相的异步电机星多边形绕组

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电源为m相的异步电机星多边形绕组。

背景技术

异步电机具有结构简单、机械强度好、运行可靠、维修方便等固有优点，电力电子功率器件和现代驱动技术的飞速发展和日益成熟又弥补了其在起动、调速性能等方面的不足，使异步电机成为当前应用最为广泛的电动机。而三相异步电机的地位已经受到一定的挑战，具体表现为三个方面，第一个挑战与额定容量为几兆瓦的大功率调速系统有关。大功率电机调速系统在风机、泵类、压缩机、水泥磨机、轧机、矿井提升机等场合得到广泛的应用。第二个挑战出现在小功率调速领域，可以看到两个略露端倪的发展趋势。第一个是调速系统中采用现成标准电机在逐步减少；第二个是更加青睐于高效率的调速系统。这两个趋势共同促进了多相调速系统的发展。一些主要的电机制造商设计生产专门用于变频器供电的异步电机，足以证明这种使用非标准电机的发展趋势。目前日益关注的电机和调速系统所引起的全球环境问题，促进了高效率多相调速系统的应用。第三个挑战出现在集成变频调速系统领域。由于电机和变频器设计成一体化形式，势必会推动多相配置的应用。同时，由于散热条件的限制，集成调速系统中期望采用损耗更小的变频器拓扑结构。但在三相系统中，为消除六阶梯形波电压型逆变器供电时出现的6次转矩脉动，需采用高开关频率的PWM方法，这无疑会增加系统的开关损耗。而在多相调速系统中，随着驱动系统相数的增加，影响较大的空间谐波次数增大，且幅值下降，转矩脉动大幅度减小。采用频率较低的方波电压供电，可以得到与采用PWM控制的三相逆变器供电相当的性能。由于多相电机调速系统比常规三相系统拥有一定的优势，因此，对多相电机调速控制的研究引起了广泛的关注。

多相电动机的诸多优点使其拥有广阔的应用前景，在现代工业中，更多的开始使用变频器来对电动机进行供电，一些新型电力电子元器件的加入对电动机的电压电流产生影响。变频器供电下，电动机通常为非正弦波供电，因此不能用传统的正弦波供电情况来研究。此外，随着越来越多的谐波源应用于电力系统中，电网中电压波形畸变率也会提高，这些都会对电力系统和用电设备的正常运行产生危害。而对多相电动机来说可利用谐波，在保持电机齿、轭部磁密幅值与基波供电时相同的前提下，通过谐波注入使电动机供电方式变为非正弦供电。非正弦供电可以改善电机的气隙磁密波形，使其变为平顶波进而提高铁芯材料的利用率，达到提高电机转矩密度和效率的目的。

多相电动机的诸多优点使其拥有广阔的应用前景，但在我国对多相电机的研究才刚刚开始，在许多领域尤其是绕组设计领域还是一片空白。因此开展对多相异步电机绕组设计的研究，具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种电源为m相的异步电机星多边形绕组。

本发明的技术方案：

一种电源为m相的异步电机星多边形绕组，属于电机技术领域。本发明对绕组进行设计，从电机内部看，共有2m条支路，其磁势空间谐波的次数为v=4km+1，其中k为包括零的正或负的整数，例如当m=3，从电机内部看，有6条支路，v=1,-11,+13,-23,+25……，相当于12相绕组；当m=5，从电机内部看，有10条支路，v=1,-19,+21,-39,+41……，相当于20相绕组；当m=6，从电机内部看，有12条支路，v=1,-23,+25,-47,+49……，相当于24相绕组。本发明从电机内部看是4m相系统，而从电机外部看则是m相系统。

进一步地、m相异步电机的供电电源是变频器。

进一步地、具有相同槽数的电机，从异步电机内部来看相数越多，每极每相槽数越小，分布系数越大。

进一步地、多边形绕组将异步电机槽中绕组按电源的相数m连接成多边形，例如五相接成五边形，七相接成七边形。

进一步地、多边形绕组对称，多边形每个角的角平分线相交于一点，各角平分线形成星形，且星形对称。

进一步地、各角平分线形成的星形是由一半支路组成的，构成星形绕组。另一半支路构成多边形绕组。

进一步地、各相邻星形绕组在空间排列上互差360/m电角度，在时间上，各相邻星形绕组流过的电流互差360/m电角度。

本发明具有以下有益效果：