电磁带调宽时空追踪变极绕组和方法技术

本发明专利技术涉及三相变极绕组，是一种电磁带调宽时空追踪变极绕组和方法。本发明专利技术采用的绕组结构，其三个相绕相是△形和Ｙ形的混合联结；而绕组基本单元－电磁带的宽度则可以灵活选择。其变极方法是就变极绕组，选择一种极数为基本极，并选择一适当宽度之电磁带，然后调宽电磁带，同时就绕组内部进行时空追踪，以完成绕组变极。本发明专利技术的变极绕组和方法，适于设计远、近速比和二、三、四等多极数变极绕组。且特别适应微电机设计变极绕组的需求。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三相交流变极绕组，是一种。现在的三相交流绕组变极，主要采用两种方法(a)极幅调制法;(b)矢量法。极幅调制法是英国人首先专利技术，其原理是对基本极的磁极幅值进行空间调制而得到另外的一种极数，具体方法是将三个相绕组内的线圈或线圈组剖为两部分，当两部分的电流方向相同时，得到一种极数，而当两部分的电流方向相反时，得到另一种极数。这种方法的特点是变极后线圈或线圈组的相属不变，是为反向法。矢量法则是利用磁势矢量图调节各个线圈的矢量，亦即是调节各个线圈的联接方向和相属来达到变极的目的。因而除上述反向法以外，还有换相法。上述两种方法的共同特点是只能就传统60°相带绕组进行调节变极，而未能采用创新的电机绕组结构。上述两种方法推导所得之变极绕组存在如下不足之处(1)只宜于设计近速比变极绕组，远速比变极绕组设计困难;(2)只宜于设计双速绕组，对三速及四速的变极绕组设计困难;(3)每遇变极绕组中含有三倍数极数时，则愈感设计困难，而难于获得三相对称的绕组;(4)绕组磁势谐波含量高，附加损耗大，效率较低，电机的振动和噪声比较严重;(5)绕组系数不高，故电机起动转矩和过载能力均偏低，而且绕组阻值大，铁芯磁密高，也影响电机效率;(6)构成绕组的基本单元-线圈组拆散打乱，变得五花八门，故工艺上比较复杂;(7)从调换独立体分绕组相位进行变极的观点出发，现有60°相带绕组只有三个相绕组，故可资调节的机会较少，而可能获得的方案也较少;(8)相带为60°，已相当宽，故展宽相带以调变各种极数的机会少。本专利技术的目的，是提供一种通过对上述两种方法进行根本性的改革，而有效地解决上述各个问题的。本专利技术的变极绕组及其方法具有下述优点(1)同时适于设计远、近速比的变极绕组;(2)既宜于设计双速绕组，更宜于设计三速及四速等多极数变极绕组;(3)远优于上述两种方法就60°相带绕组进行变极设计之处是，凡遇含有三倍数极数的变极绕组，不但不感到困难，而且更为容易，可获得多种结构的变极方案;(4)绕组磁势谐波含量低，附加损耗小，效率高，同时电机振动和噪声比较低;(5)绕组系数高，故电机的起动转矩及过载能力均较高;(6)构成绕组的基本单元-电磁带及其相应的线圈组在整个变极过程中，不加拆散，始终保持均匀一致，故制造工艺上要简便得多;(7)从调节独立体分绕组相位进行变极的观点出发，本专利技术的绕组具有三个Y形和三个△形共六个分绕组，比60°相带绕组要多一倍，而且电磁带数目比相带数目也要多，故调换独立体分绕组及电磁带进行变极的机会要多得多;(8)电磁带可取得窄，故展宽电磁带以调变各种极数的机会要多得多;(9)本专利技术的变极绕组和方法，特别能适应少槽数微型电机的变极绕组设计。本专利技术所采用的绕组结构大大不同于现有的三相变极电机，其主要特点是(1)三个相绕组的联结，不复是单一的△形或者Y形，而是△形和Y形的混合串联或并联;(2)构成绕组基本单元的线圈组所占空间的宽度，不复是固定的60°相带，而是依据电机极数及定子槽数而灵活选择的某一电角度，学理上称之为“电磁带”。本专利技术的绕组变极方法，也大大不同于现有的“极幅调制法”和“矢量法”。如上所述，电磁带的宽度可以灵活选择，这是本专利技术绕组变极方法的一个远为优越的条件，我们可就某一基本极绕组选择一个适当宽度的电磁带，然后将电磁带加以调宽，就是说将占有固定机械角度的电磁带的电角度加以调变，此时整个气隙园周的电角度也相应地变了，这就说明绕组的极数相应地变了。这就是电磁带调宽绕组变极的基本物理概念。但是，原来三个相绕组以及各相绕组内部电磁带的联接方式，都是根据绕组原来的极数来确定的。今绕组的极数变了，则无论各相绕组内部电磁带以至三个相绕组的空间相位，都将不能与流进各部分相应电流的时间相位一致了，随之就有一个调节各个电磁带以至整个相绕组的空间相位来求得时空相位一致的问题。就本专利技术所采用的绕组结构而论，比之现有60°相带绕组具有调节空间的相位以求取时空相位一致的优越条件。现有60°相带绕组所含独立体分绕组就是三个相绕组，而本专利技术变极绕组则含有三个Y形和三个△形一共六个独立体分绕组，故可资调节的分绕组要多一倍，若从组合的观点出发，则可资调节相位的机会要多得多了。而且电磁带宽度比之60°相带可取得窄，故电磁带的数目比相带多，故可资调节相位以求时空一致的机会更要多得多了。因此，本专利技术的变极绕组采用电磁带调宽，然后利用电磁空间图进行“时空追踪”以求取绕组变极是十分方便，从而变极方案将是层出不穷的，比之“极幅调制法”和“矢量法”将要优越得多了。这里小结一下变极方法及其步骤如下(1)按所要求设计变极绕组的各种极数，适当选取一种极数为基本极，依据这个极数及定子槽数选择一个适当宽度的电磁带，利用电磁空间图排列好这个极数的电机绕组;(2)调宽电磁带为K倍，利用电磁空间图时空追踪排列好这个K倍数极数的电机绕组，尽可能少接出引出线，便得到一个二极数变极绕组结构;(3)调宽电磁带为K′倍，时空追踪排列好这个K′倍数极数的电机绕组，尽可能少接出引出线，便得到一个三极数变极绕组结构;(4)调宽电磁带为K″倍，时空追踪排列好这个K″倍数极数的电机绕组，尽可能少接出引出线，便得到一个四极数变极绕组结构。按上述方法和步骤，下面具体推导出几个不同方案的变极绕组，以作实施例，均取定子槽数Q1＝36(1)见图(1)，选取电磁带宽度为20°，选取2极为绕组基本极数，利用电磁空间图排列好这个2极绕组，接出引出线15根。然后将电磁带逐步展宽，一展为60°，二展为100°，三展为140°，利用电磁空间图时空追踪，调换2极绕组内部各个独立体分绕组和电磁带，排列好与电磁带展宽相对应的6极、10极及14极的电机绕组，便得到一个2/6/10/14极比的四极数变极绕组。(2)见图(2)，选择电磁带宽度为40°，选取4极为绕组基本极数，利用电磁空间图排列好这个4极绕组，联接引出线15根。然后将电磁带逐步展宽，一展为80°，二展为120°，三展为160°，时空追踪排列好与电磁带展宽相对应的8极、12极及16极的电机绕组，便得到一个4/8/12/16极比的四极数变极绕组。(3)同上步骤，选取电磁带宽度为40°，选取2极为绕组基本极数，利用电磁空间图排列好这个2极绕组，联接引出线15根(或14根)。然后将电磁带展宽为80°、120及160°等宽度，时空追踪排列好与电磁带展宽相对应的4极、6极及8极的电机绕组，便得到一个2/4/6/8极比的四极数变极绕组。以下三极数和二极数变极绕组，均照上法类推而得。(4)在推导2/6/10/14/极比四极数变极绕组的过程中，取其部分极数，可获得如下之三极数和二极数变极绕组2/6/10、2/6/14、6/10/14及2/10/14等四个极比的三极数变极绕组;2/6、6/10、6/14、2/10、10/14、2/14等六个极比的二极数变极绕组。(5)在推导4/8/12/16极比四极数变极绕组的过程中，取其部分极数，可获得如下之三极数和二极数变极绕组4/8/12、4/12/16、8/12/16及4/8/16等四个极比的三极数变极绕组;4/12、8/12、12/16、4/8、8/16、4/16等六个极比的二极数变极绕组。(6)在推导2/4/6/8极比四极数变极绕组的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁带调宽时空追踪变极绕组，其特征是：（ａ）将三相交流电机三个相绕组的联结方式，由原来的单一△形或者Ｙ形改进为△形和Ｙ形的混合串联或并联；（ｂ）构成绕组的基本单元一一线圈组所占空间的宽度，不复是固定的６０°相带，而是依据电机极数及定子槽数选择的某一个电角度，称之为“电磁带”；（ｃ）绕组内部有三个△和三个Ｙ形一共六个分绕组，比之６０°相带绕组，独立体分绕组要多一倍，而且电磁带数目比相带数目多故调换各个独立体分绕组及电磁带进行时空追踪的机会要多得多；（ｄ）电磁带可取得窄，故展宽电磁带以调变各种极数的机会要多得多；（ｅ）于适当处断开绕组，接出适当数目的引出线，以应调变绕组极数之用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈传，
申请(专利权)人：陈传，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]