[发明专利]3Y/3Y接法风机型变极绕组

说明书

本发明属于3Y/3Y接法的交流变极电机绕组。该变极电机可分为t（t＝1、2、3……）个单元电机，每个单元电机的实际槽数为Z，少极与多极的极数比为2p₁/2p₂，该变极电机绕组各槽线圈不超过两层，用对称轴线法进行换相法变极，求得9组线圈所串联的槽号（或称9段绕组槽号），把9组槽号线圈适当地分为几种匝数，通过适当选择该几种匝数的比值，并在各槽号中进行合理分配，来满足两种极数下多路并联时对基波感应电动势的平衡要求和三相对称要求以及各槽槽满率一致的要求（允许少许不平衡、少许不对称、槽满率少许不等）。

随着节能研究的发展，交流电机的变极变速节能日益受到重视，提出了各种不同的电机变极方案，其中以引出线少，换接简单的3Y/3Y接法变极方案最为理想。但该接法以满足诸并联支路电势平衡和三相对称要求为前提。目前消除3Y/3Y接法不平衡的方法有如下几种：

1.采用多层绕组，中国《电工技术杂志》1983、№5“多层绕组及其在变极电机中的应用”一文中以72槽6/8极为例，说明如8极取60°相带，6极取120°相带，并引进依次位移一定角度的多层绕组，就可以消除8极诸并联支路出现的电势不平衡。该变极绕组6、8极绕组系数分别为0.8105、0.9452.8极磁密与6极磁密比值为1.14，从性能上看是比较理想的。然而该方法存在两个缺点：一是槽内线圈有三至四层，槽利用率不高;二是该方法只能消除一种极数下的不平衡，故只能用于极比约分后有一极数含3的倍数的情况，且该含3的倍数极必须是少极，不然的话，将得不到适合风机特性要求的磁密比。

2.“混相变极方法”（中国发明专利申请号CN85100451A）提出，在换相变极绕组中引进排列规律已定的混相绕组，适当调节混相分量，使两种极数达到平衡。从原理上说，根据该方法可以得出任何极比（仅3倍极比除外）的3Y/3Y接法变极绕组。但是该方法并未提出更多的具体变极方案。所涉及的变极方案中，能适用于风机特性的，只有36槽4/6极，6极取60°相带，4极引进60°相差混相绕组，跨距取6的变极方案和54槽6/8极。6极取120°相带，8极引进60°相差混相绕组，将混相分量角标为4和小于4的槽号去掉，将角标为5和5以上的槽号适当取为0.933、0.95和1三种匝数（将三种匝数取为相同时也能接近平衡）的变极方案，说明书中提到的其它变极方案，均因磁密比值不适合风机特性要求，只能用于恒功率变极。

3.“消除多速电动机环流的方法及其绕组联接”（中国发明专利申请号CN85103682A）提出把普通双层绕组线圈平分为多匝、少匝两种，依靠调节其匝比和将该两种匝数合理分配于各槽中来消除不平衡。从构思上看，该方法并未逸出混相变极方法的范围，与后者的区别仅在于将排列规律已定而匝数待调覆盖120°相带的60°相差混相绕组的混相分量角标去掉而改称120°相带绕组，9组线圈所串联槽号也改用对称轴线法来确定。诚然，用对称轴线法确定9组线圈槽号，在某些情况下会显得方便些，这是可取的。但将混相分量角标取消，使被调对象身份不明，直观感消失，势必给混相分量的调节带来困难，在混相分量种数较多的情况下，甚至根本无法进行调节。其次，该方法将不同匝数的线圈限定为两种，显然会使其应用范围受到局限，一般只能在极比约分后一极数含3的倍数的变极绕组上消除不平衡，对其它极比，只有在个别碰巧情况下才能奏效，做到一种极数平衡，另一极数接近平衡。至少该方法提出的4/6、6/8、8/10、10/12、12/14等极比变极绕组，绝大部分也只适用于恒功率变极，能适用于风机型的也仅限于4/6极中上述“混相变极方法”中已涉及的36槽变极方案和由36槽扩展到72槽的变极方案，其余的变极绕组都是多极绕组系数低于少极绕组系数，多极磁密与少极磁密比都在1.28以上，有的还高达1.7。如所周知，多极磁密过高会导致该极空载电流过大，功率因数过低;少极磁密过低，则使该极铁芯得不到充分利用，因此要达到该发明预言的提高效率或功率的目的是很困难的，甚至根本无法设计这种变极电机。

本发明的任务在于消除上述4/6、6/8、8/10、10/12、12/14等近极比3Y/3Y接法变极绕组与风机型特性不匹配的缺陷，设法提高多极绕组系数，以降低该极磁密，使之与少极磁密接近，达到改善该接法该用途变极变速电机性能的目的，并把其极比由上述五种扩大到不受限制。