[其他]改善了性能的三相发电机或电动机定子和/或转子的绕组布置

说明书

本发明是关于三相电机的定子和/或转子的绕组的空间布置和相互连接。

在公知的三相发电机或电动机中，定子和/或转子的绕组是星形连接或三角形连接。

由于公知电机的性能不能令人满意，本发明的目的是在不改变电机制造工艺的条件下改善电机的性能。

上述目标是通过对三相发电机或电动机定子和/或转子绕组采用一种新颖的布置而实现的，也就是说，装在定子和/或转子中的星形连接或三角形连接的绕组，在空间位置上相互间具有一个位移角度： (π)/(2P) ± (π)/(6P) ，其中P是极对数。

为了更好地理解本发明的目的，首先结合附图来说明公知的三相电机中的旋转磁场是如何获得的。

图1表示一个公知三相电机的横截面，其中，标着R-X的线圈布置在水平面上，其它的线圈S-Y和T-Z相对于线圈R-X在空间上具有 (2π)/(3P) 角度的位移，极对数为P＝1，它们的连接方式是星形连接或三角形连接。

在这些线圈中流过的电流在相位上也相差 (2π)/3 ，并且构成下列磁感应强度分量：

Br＝Bm·Sin（ (2π)/(λ) X）·Sin（ωt）

Bs＝Bm·sin（ (2π)/(λ) X- (2π)/3 ）·sin（ωt- (2π)/3 ）

Bt＝Bm·sin（ (2π)/(λ) X- (4π)/3 ）·sin（ωt- (4π)/3 ）

根据Leblanc（拉普拉斯）定理，可以获得经过变换的表达式：

Br＝ 1/2 Bm〔Cos（ (2π)/(λ) X-ωt）-Cos（ (2π)/(λ) X+ωt）〕

Bs＝ 1/2 Bm〔Cos（ (2π)/(λ) X-ωt）-Cos（ (2π)/(λ) X+ωt- (4π)/3 ）〕

Bt＝ 1/2 Bm〔Cos（ (2π)/(λ) X-ωt）-Cos（ (2π)/(λ) X+ωt- (8π)/3 ）〕

把上述表达式相迭加，可获得一个旋转磁场的合成矢量：

Brot＝Br+Bs+Bt

Brot＝ 3/2 Bm

图2表示各相磁感应量Br，Bs，Bt的矢量图;图3表示在时间上它们的幅度变化函数曲线;图4表示从图3位置移动一个空间角度 (2π)/(3P) （P＝1）的函数关系，每相在每 (π)/6 （1.66ms）位移上对合成磁场所产生的作用，在图5中表示出来。

从图4和图5可注意到，在每一第二观察位置上，实际上是在每隔 (π)/3 （3.33ms）的位置上，各相中有一相不对合成磁场起作用。为了克服这个缺点，有必要引入一个新的旋转磁场。这一新的旋转磁场作为对现有旋转磁场的补充，其组成方法在本申请中将结合附图继续加以说明。

图6是矢量图;

图7是相、线电压的函数关系;

图8是在三相电机中线圈相对于图1的位置移动 (π)/(2P) （P＝1）后的截面图;

图9是新旋转磁场的各相Br′，Bs′，Bt′的单调函数矢量图;

图10是位移 (π)/(2P) （P＝1）后，它们的强度关于时间的函数关系;

图11是相对于图10在空间上移动 (2π)/(3P) （P＝1）的函数关系;

图12是新旋转磁场在每 (π)/6 上相对于合成旋转磁场的单调函数的作用;

图13是图5所示的原旋转磁场的合成矢量和图12所示的新旋转磁场的合成矢量的矢量迭加;

图14是由原来的和新的（补入的）旋转磁场所组成的总的合成旋转磁场;

图15是根据本发明的绕组连接图;

图16是根据本发明的绕组设计实施方案。

从图6和图7中可以看出，在R相电压为零的瞬间，线电压T-S为最大值，而且这两个电压是彼此正交的。图8表示电机线圈相对于图1的电机移动了 (π)/(2P) （P＝1）的三相电机截面图。新磁场的磁感应强度用下列数学等式所表示：

Br′＝Bmsin（ (2π)/(λ) X+ (π)/(2P) ）·sin（ωt+ (π)/2 ）

Bs′＝BmSin（ (2π)/(λ) X+ (π)/(2P) - (2π)/3 ）·Sin（ωt+ (π)/2 - (2π)/3 ）

Bt′＝BmSin（ (2π)/(λ) X+ (π)/(2P) - (4π)/3 ）·Sin（ωt+ (π)/2 - (4π)/3 ）

设P＝1时利用Leblanc变换可得到：

Br′＝ (Bm)/2 〔CoS（ (2π)/(λ) X-ωt）+CoS（ (2π)/(λ) X+ωt）〕