[发明专利]交流电动机无感绕组

说明书

本发明属于交流电动机转子绕组

“含无感绕组的绕线转子异步电动机”一文(《中小型电机》1992年第2期)含绍了一种绕线式异步电动机转子采用无感绕组的特点、结构及工作原理。它的主要特点是：起动时转子折算至定子边的电阻可呈纯阻性增大，而在运行时恢复正常。构成无感绕组的线圈是由同槽不同匝数的两个子线圈并联而成的复合线圈，而复合线圈组，则或者由复合线圈串联而成，或者由两个子线圈组并联而成。电动机起动时，转子电流被限制在复合线圈所属两个子线圈的闭合回路内流动。该电流即因两个子线圈匝数不等而引起的环流。该环流对两个子线圈来说，流过方向正好相反，使得一部分线匝产生的磁势相互抵消。故复合线圈的有效磁势等于多匝线圈产生的磁势减去少匝线圈产生的磁势之差。与此相应，复合线圈的有效匝数等于两个子线圈的匝数之差。由于转子折算电阻与有效匝数的平方成反比，所以适当选择两个子线圈的匝数差，就可使转子折算电阻增大到适当数值。与此同时，转子折算漏抗，却基本保持不变。为了使无感绕组在起动时呈现的高折算电阻转换到正常运行时的低折算电阻，定转子接线必须紧密配合。定子绕组必须设计成变极绕组，一种极数用于起动，一种极数用于正常运行。转子绕组的接线则必须满足两个要求：一是定子起动极磁场感应于转子相绕组中的合成电势必须为零；二是转子相绕组各个子线圈或子线圈组两端对运行极言的电位差必须理论上为零。在这种情况下，只要改变定子绕组的极对数，转子无感绕组将自动实现折算电阻状态的转变，这种无感绕组的绕线异步电动机虽然取消了集电环、电刷和附加电阻，但起动和运行性能却能达到甚至超过传统的有集电环、电刷和附加电阻的绕线异步电动机，并具有很高的可靠性。但是上述技术有其美中不足之处，就是其应用范围局限于绕线式异步电动机，不能用于同步电动机，即使在绕线异步电动机上，也只适用于叠绕组，不适用于波绕组，而波绕组经常是中、大容量绕线异步电动机所必需采用的。

本发明的任务就是提出一种新的无感绕组结构，既能用于绕线异步电动机，也能用于同步电动机，既能用于叠绕组，也能用于波绕组，容量范围不受限制。

本发明的任务是这样实现的：用同匝数但不同槽的两个子线圈构成的复合线圈代替现有技术同槽不同匝数的两个子线圈构成的复合线圈。由于两个子线圈同匝数不同槽，感应电势同大小不同相位，所以仍能在复合线圈闭合回路内形成环流，同槽的两个子线圈电势、电流也是同大小不同相位，产生的磁势也是同大小不同相位，这意味着槽合成磁势必然减小，有效匝数必然减小，转子折算电阻必然增大。而折算漏抗，则与现有技术一样，不会增大。由于两个子线圈匝数相同，可做成单匝，所以无论叠绕还是波绕都是可用的。本发明复合线圈用于同步电动机转子绕组时，只需根据运行极极性要求沿转子园周将全部复合线圈连接成一个(或几个)闭合回路，作为励磁电流通路，就可使它兼具起动、阻尼、励磁三种功能。值得指出的是本发明无感绕组用于同步电动机时，起动和运行也可用同一极数。但从牵入同步难易程度看，起动极数少于运行极数的变报起动较为有利。

与现有技术比较，本发明具有如下优点：

1、本发明复合线圈由于两个子线圈匝数相等，可做成单匝，既能用于叠绕，也能用于波绕，故在需要采用波绕的较大容量绕线异步电动机上也能应用。

2、本发明两个子线圈匝数相等，线圈制造工艺较两个子线圈匝数不等的现有技术简单。

3、本发明用于同步电动机，由于每个复合线圈自成一相，对电机发生振荡时的阻尼作用是很强的，比任何现有技术中起动、阻尼、励磁三合一绕组都强。

下面结合附图对本发明作详细说明：