[实用新型]高指标单绕组变极变速电动机

说明书

用新型涉及一种可变极数双速电动机，特别是一种高指标单绕组变极变速电动机。

交流异步电动机的技术与经济指标的高低，关健取决于绕组分分布系数Kd的大小，Kd大，指标就高，Kd小，指标就低。在1958年以前，设计单绕组变极变速电机的唯一方法就是反向法，用该方法设计出来的电机绕组分布系数Kd在高速时为0.955－0.96，低速为0.63－0.65，其缺陷是低速时Kd太低，且两种速度的Kd相差太悬殊，以至该法设计的电机体积大，性能很差，谐波含量也很高，很不受人欢迎。为了缩小高低速之间Kd的差距和提高低速的Kd，在1958年，英国人提出了极幅调制法来设计变极变速电机绕组，该法是在反向法的基础上运用正弦原理，将变前极绕组进行极幅调制之后，使一个正规绕组变成一个非正规绕组，从而使高速时的Kd降低了，低速时的Kd提高了，高速时Kd为0.74－0.893，低速时Kd为0.77－0.872，从而使电机的指标有了明显的改善，该法自六十年代起到现在为止，在国际上已得到广泛地运用，但由于它高速时Kd的降低，致使变极变速电机的经济技术指标仍远远落后于相应的单速电动机的水平，此外，它还有一大缺点是：必须采用三组开关来控制电机变极变速，这在高压电机中是忌讳的，而且它的谐波含量也较高，故不够理想。为了解决极幅调制法所存在某些问题，在八十年代初国内有人在英国人六十年代初所提出的混相法的基础上进行了大量的研究，提出了换向法，用该法设计的电机在技术经济指标方面已基本上达到了相应的单速电机水平，但由于它要在一部分槽中的同一槽内嵌四层绕组，从而线圈不可能等匝，而且绕组节距不能任选，在工艺上非常复杂，在低压电机中还勉强可以应用，在高压电机中却难以实施，同时它使填槽因数也大为恶化，其控制也较复杂，需用四组开关。故十多年来，一直未得到广泛的应用。

本实用新型的目的在于提供一种使单绕组变极变速电动机的技术经济指标接近或达到相应单速电机的水平，且电机控制简单，采用双层绕组，在制造工艺上与普通三相异步电机相同的高指标单绕组变极变速电机绕组的极相组分配法。

本实用新型高指标单绕组变极变速电动机是用如下方式完成的：

高指标单绕组变极变速电动机，它包括电动机定子和转子，电动机定子绕组采用双层绕组，定子绕组取少数极为变前极，多数极为变后极，少数极绕组按60°相带分配成A、B、C三相定子绕组，变后极定子绕组按变后极计算出每个槽所在的基波电角度，各槽中的电流方向按变前极方向不变，按120°相带划分变后极的相带分界线，标出变后极的相属符号a、b、c，然后再将变极前后的相属合并得到Aa、Ab、Ac、Ca、Cc、Cb、Ba、Bc、Bb九组合成相属符号，将变后极的部分槽线圈丢掉，然后将同一相属符号下所包含槽中的线圈分别串联；变前极绕组按相属符号Aa、Ac及Ab并联、Ca、Cc及Cb并联、Ba、Bc及Bb并联，将该三组并联绕组接成星形连接，构成变前极绕组接线方式为3Y连接；变后极绕组按相属符号Aa、Ca及Ba并联，Ac、Cc及Bc并联，Ab、Cb及Bb并联，将该三组并联绕组接成星形，构成变后极绕组的3Y连接；将上述丢槽线圈按变后极的电角度加或减180°之后，转移到相应的变后极相中，且将这部分丢槽线圈绕组分别串联后，再连接到变后极三相三路并联绕组的未端，构成变后极绕组接线方式为3Y＋Y连接。变后极3Y＋Y接法中的Y接部分的线圈匝数为3Y接部分线圈匝数的一半，变后极的相带小于120°。变后极的部分槽线圈丢掉是按照：以控制每相并联绕组三支路中的电势平衡度为准，来选择可丢的有关槽线圈，丢槽线圈的多少按极比值RP（RP＝2P1／2P2）越小，丢槽线圈要适当多一点，RP越大，丢槽线圈要适当少一点。

用本实用新型制造的单绕组变极变速电动机能接近于或达到相应的单速电动机的各项指标，其绕组分布系数Kd在高速时为0.955－0.96，低速时为0.86－0.93；气隙磁密比一般为1±0.07，在电机变极变速控制方面也大为简化；它只要两组开关即可达到变极变速控制；电势中的最大谐波含量一般在5％以下；电机线圈制造与嵌线工艺也与普通三相异步电动机基本相同，采用双层等节矩绕组；电机的体积也比现行的双速电动机体积减小约1／3，最突出的优点是该电机的低速起动时间减短了3／4左右，其效率提高了2.5％－－5％，与同机座号电机相比，其容量可提高78.6％。把它用在变流量的风机上，可节电约30％。

图1是本实用新型电机绕组设计过程中的3Y／3Y接线示意图；

图2是本实用新型电机绕组最终为3Y／3Y＋Y接线示意图；