一种三相异步电机的绕组结构和电机装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三相异步电机的绕组结构和电机装置，该结构包括：具有多个定子槽的定子铁芯，三相绕组和切换机构；其中，在三相绕组中，每相绕组包括：相互绝缘设置于定子铁芯的同一个定子槽中的第一绕组和第二绕组；且三相绕组通过相应的第一绕组和第二绕组，被配置为：能工作于不同相间的串联运行状态或同相绕组的并联运行状态；切换机构，连接于三相绕组，且被配置为：控制电机启动，以及，在电机转速达到预设状态后的预设时长后，将三相绕组由不同相间的串联运行状态切换至同相绕组的并联运行状态，以实现所述电机启动与运行的平稳切换。根据本实用新型专利技术的方案可以实现对电网冲击小、成本低和电机效率高的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机
，具体地，涉及一种三相异步电机的绕组结构和电机装置，尤其涉及一种能够降低三相异步电动机启动电流的绕组结构和电机装置。
技术介绍
三相异步电机(Triple‐phaseasynchronousmotor)是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。三相异步电机尤其是大功率三相异步电动机在启动瞬间启动电流冲击大，对电网容量小的电力系统产生了严重的干扰，甚至影响到其他生产系统的正常使用。在解决大功率三相异步电机启动电流大的问题时，采用星‐三角(Y‐△)转换启动(其基本的电路接线图如图1所示)、延边三角形启动等，为目前的主流方案。该方案中，采用星‐角转换具有以下三个缺点：①启动过程虽然可以降低电流至直接启动的1/3，但对电网仍有较大的冲击电流；且在切换过程中由于每相绕组的端电压突变，导致电流突变，其幅值高于启动过程，不仅造成了对电网的二次冲击，也削减第一次启动，降低启动电流的效果(如图5所示，为采集某电机星角转换整个启动过程的电流波形)；②切换过程中，必须先将星形断开，再接成三角形，整个过程不可能无缝衔接，必然存在一个电机不通电的空档期(如图1所示)，在大负载启动情况下，该空档期可能导致电机转速的突变；以及③从图1可以看出，星角转换需要3个交流接触器，增加了电机配电柜的成本。现有技术中有一种方案，即对三相电机启动过程的改善方案，即使用双线并绕的电动机绕组，电机启动时绕组的全部或者部分线圈串联运行，到达预定转速后改为并列运行，或者允许保持串联运行状态；如图2所示，启动时，开关全部向右吸合，绕组LA1和绕组LA2(全部或部分)串联，运行时，开关全部向左吸合，绕组LA1和绕组LA2(全部或部分)并联。该技术方案中，虽然采用双线并绕的电机绕组，改善了启动电流，但存在以下三个缺点：①开关在切换过程中存在二次冲击的问题，切换瞬间由于原来加在绕组LA1和绕组LA2的电压突变性的加在绕组LA1上，因此亦存在一个电流的突变，对电网冲击；②其在串‐并联转换过程中，亦存在一个空档期；以及③整套电路中，需要3个交流接触器(3个触点)完成整套动作。现有技术中还有一种方案，采用双三角形绕组进行启动，采用两个接触器将双三角形绕组进行串联‐并联的切换启动。该技术方案包括两组三相绕组和两个接触器A、B，其中，第一组绕组的第一线圈1、第二线圈2和第三线圈3的首端和第二组绕组的第一线圈4、第二线圈5和第三线圈6的末端共接于三个接点a、b、c后再分别经第一接触器A的三个换接开关A1、A2、A3连接三相电源；同时第一组绕组的第一线圈1、第二线圈2和第三线圈3的末端和第二组绕组的第三线圈6、第二线圈5和第一线圈4的首端共接于三个接点d、e、f后分别接在第二接触器B的三个换接开关B1、B2、B3的一端，而第二接触器B的三个换接开关B1、B2、B3的另一端则分别经第一接触器A的三个换接开关A1、A2、A3连接三相电源。可见，两组绕组的第一、第二、第三线圈对应为A、B、C三相线圈，在该种连接方式下，运行时，使得第一组绕组的第一线圈(A相)同第二组绕组的第二线圈(B相)相并联，导致其运行电流出现相位差，电机效率有所下降；如图3、图4和图5所示。现有技术中，存在对电网冲击大、成本高和电机效率低等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述缺陷，提出一种三相异步电机的绕组结构和电机装置，以实现启动与运行的平稳切换。本技术一方面提供一种三相异步电机的绕组结构，包括：具有多个定子槽的定子铁芯，三相绕组和切换机构；其中，在所述三相绕组中，每相绕组包括：相互绝缘设置于所述定子铁芯的同一个定子槽中的第一绕组和第二绕组；且所述三相绕组通过相应的第一绕组和第二绕组，被配置为：能工作于不同相间的串联运行状态或同相绕组的并联运行状态；所述切换机构，连接于所述三相绕组，且被配置为：控制所述电机启动，以及，在所述电机转速达到预设状态后的预设时长后，将所述三相绕组由不同相间的串联运行状态切换至同相绕组的并联运行状态，以实现所述电机启动与运行的平稳切换。优选地，所述切换机构，包括：第一切换开关和第二切换开关；其中，所述第一切换开关被配置为：当需要启动所述电机时，将所述三相绕组切换至不同相间的串联运行状态，使所述电机处于启动状态；所述第二切换开关被配置为：当所述电机在所述第一切换开关的控制下，已启动且转速达到预设状态后的预设时长后，将所述三相绕组切换至同相绕组的并联运行状态，使所述电机处于运行状态。优选地，所述切换机构，还包括：分别连接于所述第一切换开关和第二切换开关的延时继电器；所述延时继电器被配置为：控制所述第一切换开关处于通电状态，且当所述电机已启动且转速达到预设状态后的计时时间达到所述预设时长后，控制所述第二切换开关处于通电状态；和/或，所述第一切换开关为第一三触点开关，且所述第二切换开关为第二三触点开关。优选地，所述三相绕组，包括：A相绕组、B相绕组和C相绕组；其中，A相绕组的第一绕组的首端和C相绕组的第二绕组的末端、A相绕组的第二绕组的末端和B相绕组的第一绕组的首端、以及B相绕组的第二绕组的末端和C相绕组的第一绕组的首端，两两分别相连后，对应接入第一三触点开关的相应触点；A相绕组的第二绕组的首端和C相绕组的第一绕组的末端、A相绕组的第一绕组的末端和B相绕组的第二绕组的首端、以及B相绕组的第一绕组的末端和C相绕组的第二绕组的首端，两两分别相连后，对应接入第二三触点开关的相应触点。优选地，所述A相绕组的第一绕组的首端和C相绕组的第二绕组的末端相连后，连接于所述第一三触点开关的第一触点；所述A相绕组的第二绕组的末端和B相绕组的第一绕组的首端相连后，连接于所述第一三触点开关的第二触点；所述B相绕组的第二绕组的末端和C相绕组的第一绕组的首端相连后，连接于所述第一三触点开关的第三触点；所述A相绕组的第二绕组的首端和C相绕组的第一绕组的末端相连后，连接于所述第二三触点开关的第一触点；所述A相绕组的第一绕组的末端和B相绕组的第二绕组的首端相连后，连接于所述第二三触点开关的第二触点；所述B相绕组的第一绕组的末端和C相绕组的第二绕组的首端相连后，连接于所述第二三触点开关的第三触点。优选地，在每相绕组的第一绕组和第二绕组之间，设有相间绝缘部。优选地，在每相绕组中，所述第一绕组的线圈匝数和所述第二绕组的线圈匝数相同。优选地，在每相绕组中，所述第一绕组的线圈线径等于或大于所述第二绕组的线圈线径。优选地，在每相绕组中，所述第一绕组的线圈线径与所述第二绕组的线圈线径之间的比值为1:1至7:3。优选地，每相绕组的第一绕组和第二绕组，分层设置于所述定子铁芯的同一个定子槽中，包括呈上下结构或左右结构的分层设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相异步电机的绕组结构，其特征在于，包括：具有多个定子槽的定子铁芯，三相绕组和切换机构；其中，在所述三相绕组中，每相绕组包括：相互绝缘设置于所述定子铁芯的同一个定子槽中的第一绕组和第二绕组；且所述三相绕组通过相应的第一绕组和第二绕组，被配置为：能工作于不同相间的串联运行状态或同相绕组的并联运行状态；所述切换机构，连接于所述三相绕组，且被配置为：控制所述电机启动，以及，在所述电机转速达到预设状态后的预设时长后，将所述三相绕组由不同相间的串联运行状态切换至同相绕组的并联运行状态，以实现所述电机启动与运行的平稳切换。

【技术特征摘要】
1.一种三相异步电机的绕组结构，其特征在于，包括：具有多个定子槽的定子铁芯，三相绕组和切换机构；其中，在所述三相绕组中，每相绕组包括：相互绝缘设置于所述定子铁芯的同一个定子槽中的第一绕组和第二绕组；且所述三相绕组通过相应的第一绕组和第二绕组，被配置为：能工作于不同相间的串联运行状态或同相绕组的并联运行状态；所述切换机构，连接于所述三相绕组，且被配置为：控制所述电机启动，以及，在所述电机转速达到预设状态后的预设时长后，将所述三相绕组由不同相间的串联运行状态切换至同相绕组的并联运行状态，以实现所述电机启动与运行的平稳切换。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述切换机构，包括：第一切换开关和第二切换开关；其中，所述第一切换开关被配置为：当需要启动所述电机时，将所述三相绕组切换至不同相间的串联运行状态，使所述电机处于启动状态；所述第二切换开关被配置为：当所述电机在所述第一切换开关的控制下，已启动且转速达到预设状态后的预设时长后，将所述三相绕组切换至同相绕组的并联运行状态，使所述电机处于运行状态。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述切换机构，还包括：分别连接于所述第一切换开关和第二切换开关的延时继电器；所述延时继电器被配置为：控制所述第一切换开关处于通电状态，且当所述电机已启动且转速达到预设状态后的计时时间达到所述预设时长后，控制所述第二切换开关处于通电状态；和/或，所述第一切换开关为第一三触点开关(K1)，且所述第二切换开关为第二三触点开关(K2)。4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述三相绕组，包括：A相绕组、B相绕组和C相绕组；其中，A相绕组的第一绕组(LA1)的首端(LA1首)和C相绕组的第二绕组(LC2)的末端(LC2末)、A相绕组的第二绕组(LA2)的末端(LA2末)和B相绕组的第一绕组(LB1)的首端(LB1首)、以及B相绕组的第二绕组(LB2)的末端(LB2末)和C相绕组的第一绕组(LC1)的首端(LC1首)，两两分别相连后，对应接入第一三触点开关(K1)的相应触点；A相绕组的第二绕组(LA2)的首端(LA2首)和C相绕组的第一绕组(LC1)的末端(LC1末)、A相绕组的第一绕组(LA1)的末端(LA1末)和B相绕组的第二绕组(LB2)的首端...

【专利技术属性】
技术研发人员：童童，胡余生，陈彬，卢素华，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44