３Y／３Y接法风机型变极绕组制造技术

３Ｙ／３Ｙ接法风机型变极绕组，参数经适当匹配，多极绕组系数很高，多极与少极磁密比接近１，槽内线圈大部分为单层，小部分为双层，只有成简单自然数比１∶２∶３的三种匝数。例如８／１０极变极方案之一，多极、少极绕组系数分别为０．９４４６、０．８７３（现有技收为０．８０８４、０．８３１２），多极与少极的磁密比为１．１６（现有技术为１．２８），双层槽数仅占总槽数的２／９。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于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”(中国专利技术专利申请号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”(中国专利技术专利申请号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，因此要达到该专利技术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。本专利技术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。本专利技术目的可由提供下述几种变极绕组达到，该几种变极绕组均引进混相绕组用对称轴线法变极，参数经适当匹配，按混相变极方法中调节混相分量的方法调节匝数，不同匝数的线圈不超过三种，每槽线圈不超过两层，多极绕组系数很高，因而能有效地降低该极磁密。1.ZS＝3(p1+p2)型变极绕组本变极绕组的特点是必须按设计槽数ZS进行设计，而设计槽数必须满足ZS＝3(p1+p2)和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 (p1、p2分别为单元电机少极、多极极对数，Z为单元电机实际槽数，下同)的要求。当ZS＝ (Z)/2 时，实际槽数Z的另一半可视为ZS槽铁芯齿上增开的槽数，用来嵌放设计槽变极绕组的另一个线圈边，此时按Z槽计的线圈跨距应取奇数5。当ZS＝ (Z)/4 时，或是先把 (Z)/2 槽作为ZS槽铁芯齿增开 (Z)/4 槽后的总槽数，并取线圈跨距为奇数5，再把该 (Z)/2 槽作为基准槽，把Z槽作为其Q＝2的分布槽，按Z槽计时，线圈跨距应为偶数10;或是先把 (Z)/2 槽作为ZS槽Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作为其铁芯齿上的增开槽，用来嵌放线圈的另一边，按Z槽计时，线圈跨距应取奇数11或9。上述跨距的选择都是要使多极的短距系数尽可能适当地高，按设计槽计时，少极(2p1极)与多极(2p2极)的等效极相槽数均等于其极对数之和，即N＝N1＝N2＝p1+p2。两种极数均引进0α′型混相绕组，用对称轴线法进行60°相差混相/60°相差混相的换相法变极，据以求出9组线圈所属混相分量槽号。在N种混相分量槽号中，将混相分量角标值低于 (N-1)/2 的槽号全部去掉，将角标值为 (N-1)/2 的槽号线圈匝数定为W1，将角标值 (N+1)/2 的槽号线圈匝数定为W2，将角标值大于 (N+1)/2 的槽号线圈匝数定为W3。三种匝数比值，当N＞5时可选W1∶W2∶W3＝1∶2∶3(也可作适当调整);当N＝5时可选W1∶W2∶W3＝2∶4∶7(或其它适当比值)。这样得到的变极绕组，尽管两种极数分布系数都很高，但多极的短距系数较少极高，故其绕组系数较少极的高，能有效地降低该极的磁密，而线圈只有三种匝数，且大部分槽数为单层，双层线圈槽数仅占总槽数的 2/(N) 。在本型变极绕组中，混相绕组的引进都是在各自的槽号相位图上进行，把槽号相位图直接作为槽电流矢量星形展开图，画上三根对称轴线代表三个混相电流矢量，把每个槽号混相分量注上相应角标代表该槽号混相分量。显然，对于60°相差混相绕组，混相电流所属混相分量槽号角标，从该混相电流矢量轴线起，沿左右两侧相位顺序应依次注为N、N-1……2、1，每个混相电流正好覆盖120°相带(左右侧各60°相带)。用对称轴线法进行60°相差混相/60°相差混相的换相法变极时，变前极可任意选择。在选定的变前极槽号相位图上，先按上述方法确定出该极三相混相分量槽号，再按对称轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种３Ｙ／３Ｙ接法的交流变极电机绕组，该电机可分为ｔ（ｔ＝１、２、３……）个单元电机，每个单元电机的实际槽数为Ｚ，极数比为２ｐ↓［１］／２ｐ↓［２］，其中２ｐ↓［１］为少极，２ｐ↓［２］为多极，该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，把９组线圈槽号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，以满足两种极数下同相诸并联线圈组之间的电势平衡要求，异相诸并联线圈组之间三相电势对称要求（允许少许不平衡和不对称）和各槽槽满率一致或接近的要求，本专利技术的特征在于：该变极绕组应按设计槽数Ｚ↓［Ｓ］设计，而设计槽数必须满足Ｚ↓［３］＝３（Ｐ↓［１］＋Ｐ↓［２］）和Ｚ↓［Ｓ］＝Ｚ／２或Ｚ／４的要求，当Ｚ↓［Ｓ］＝Ｚ／２时，实际槽数Ｚ的另一半可视为Ｚ↓［Ｓ］槽铁芯齿上增开的槽数，用来嵌放该Ｚ↓［Ｓ］槽变极绕组的另一个线圈边，此时按Ｚ槽计的线圈跨距应取奇数５，当Ｚ↓［Ｓ］＝Ｚ／４时，或是先把Ｚ／２槽作为Ｚ↓［Ｓ］槽铁芯齿上增开Ｚ／４槽后的总槽数，并取线圈跨距为奇数５，再把该Ｚ／２槽作为基准槽，把Ｚ槽作为该基准槽Ｑ＝２的分布槽，按Ｚ槽计时，线圈跨距应为偶数１０，或是先把Ｚ↓［Ｓ］槽作为基准槽，把Ｚ／２槽作为其Ｑ＝２的分布槽，再把其余的Ｚ／２槽作为该分布槽铁芯齿上的增开槽，用来嵌放线圈的另一边，此时线圈跨距应取奇数１１或９，上述跨距的选择都是要使多极的矩距系数尽可能适当地高，按Ｚ↓［Ｓ］槽计时，少极与多极的等效极相槽数均等于其极对数之和，即Ｎ＝Ｎ↓［１］＝Ｎ↓［２］＝Ｐ↓［１］＋Ｐ↓［２］，两种极数均引进ｏд＇型混相绕组，用对称轴线法进行６０°相差混相／６０°相差混相的换相法变极，求得９组线圈所属混相分量槽号后，在Ｎ种混相分量槽号中，将混相分量角标值低于Ｎ－１／２的槽号去掉，将混相分量角标值等于Ｎ－１／２的槽号线圈匝数定为Ｗ↓［１］，将混相分量角标值等于Ｎ＋１／２的槽号线圈匝数定为Ｗ↓［２］，将混相分量角标值大于Ｎ＋１／２的槽号线圈匝数定为Ｗ↓［３］，该三种匝数的比值Ｗ↓［１］∶Ｗ↓［２］∶Ｗ↓［３］，当Ｎ＞５时，最好选为１∶２∶３（也可再作适当调整），当Ｎ＝５时，可选２∶４∶７（或其它适当比值），这样得到的变极绕组，多极的分布系数、短距系数都很高，故绕组系数很高，能有效地降低该极的磁密，而线圈只有三种匝数，且大部分槽数为单层，双层线圈槽数仅占总槽数的２／Ｎ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟儒明，
申请(专利权)人：钟儒明，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]