[实用新型]一种倍极比转子变极绕组

说明书

本实用新型涉及一种异步电动机的变极绕组，具体是指一种单绕组的倍极比转子变极绕组。

近年来，出现的起重用绕线转子双速三相异步电动机（专利公告号为：2033167U）其转子回路可以通过集电环串电阻，以改善电动机的启动性能，并在一定范围内可调速，但这种电动机要用两套集电环（六只）并增加一个空腔，使其结构复杂、笨重，给制造和使用带来不便。

本实用新型的目的在于提供一种倍极比转子变极绕组的电动机，其绕组结构简单，转子仅用一套集电环（三只）。其调速范围广，启动性能优良，能缩小配套主机的减速箱的体积，减轻其重量，节省电能、提高起重机械设备的工作效率。

本实用新型是在YZR基本系列起重及冶金用绕线转子三相异步电动机的基础上的一种创新，即采用仅改变电动机定子绕组接法，转子绕组仅接一套集电环（三只）而实现两种极数的变极调速。其设计方案是：定子采用一套普通的倍极比变极绕组，转子采用本方案转子变极绕组，以多极为基础极，其三根引出线分别接三只集电环，当需低速（多极）运行时，通过集电环可以在转子回路中串电阻启动和调速，当需要高速（少极）运行时，可先通过低速启动，然后换成高速档，也可以由高速档直接启动，此时，由于转子回路已自行短路，不能通过集电环在转子回路中串电阻。所以，其启动性能较差。（即：启动电流大、启动力矩小）、为了解决这个问题，参照双笼型转子电动机改善启动性能的方法，把原来同一层线圈分成两层或两层以上具有相同匝数、形状、尺寸而线径不同的线圈，依次嵌排，线径最大的嵌在槽底，线径最细的嵌在槽口，各层线圈之间不必用绝缘材料隔开，但应层次分明、尽量不要交叉，如图1所示，分层线圈的头、尾在部端分别相互并接，这样，对于高速档（少数档）来说，转子相当于一台双笼或多笼型转子，在起动和换档（由低速档换成高速档）时，由于挤流效应的作用，可减少启动电流，提高启动力矩，从而改善了启动性能。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为嵌有绕组的转子槽的截面示意图；

图2为实施例按表1的排列绕组接线示意图；

图3为本实用新型Q₂＝24槽，2P＝4／2极时绕组展开示意图；

图4为本实用新型Q₂＝48槽，2P＝8／4极时绕组展开示意图；

图5为本实用新型Q₂＝72槽，2P＝12／6极时绕组展开示意图；

图6为图4用双层绕组的绕组展开示意图。

上述图中所列数字为线圈号（槽号）。

实施例：以YZRD  225N－8／4    22／22KW起重用绕线转子双速三相异步电动机为例加以说明。

本实用新型的变极原理：

以转子槽数Q₂为48槽，转子绕组原设计为三相60°相带，节距1－6、四路星形（4Y）接法：单层链式绕组，现仍使8极为原设计形式，在8极为三相60°相带的基础上，再将全部线圈槽号按4极分为6相，相带宽为30°，其排列与8极同列于表1。

参见图2，对8极而言，每相绕组可分为4个部分，每个部分由两个线圈组串联而成，接法为4Y，转子电流必须通过外接电阻构成回路，对照表1可以发现8极原属同相的线圈组：1－2～25－26；7－8～31－32；13－14～37－38；19－20～43－44；在4极时，相位分别为0°，90°，180°，270°，（设线圈组1－2～25－26的相位为0°电角度），其中

表1

表2

线圈组1－2～25－26与13－14～37－38，7－8～31－32与19－20～43－44正为反相，分别处于自短路状态，全部绕组构成4极，1Y接法6相的自短路绕组，任意相邻两相绕组相差30°电角度，此绕组系数为0.966／0.701。

样机经过试验和实际运行，证明其性能优良，其中8极时电动机的各项技术性能参数基本符合YZR  225N－8  22KW电动机的要求，两台样机的技术性能数据见表2（工作制为S3－40％，每周期10min）。

同样，每极每相槽数q为整数的转子单层和双层绕组，可设计成本实用新型的倍极比转子变极绕组，如图3、4、5所示，多根多数极时接法为4Y，3相60°相带，少数极时接法为1Y、6相30°相带，并处于自短路状态。

图6为图4采用双层绕组的绕组展开示意图，其他各例均可采用双层绕组。

本实用新型由于只采用三只集电环，当需低速运行时可通过集电环在转子回路中串电阻启动和调速，当需高速运行时，可先通过低速档启动，然后再换至高速档，也可以直接高速启动（转子回路已自行短路），采用本实用新型设计的电动机具有结构简单、控制方便、调速范围广、启动性能优良的优点，特别适用于恒功率负载的起重设备的电力传动，采用本实用新型的绕组不仅可设计双速电动机，若再配另一套其他极的绕组可设计成三速绕线转子三相异步电动机，用两套本实用新型的转子变极绕组还可设计成四速绕线转子三相异步电动机。