一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种连续旋转的交流电机，是一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机。该电机由定子和转子组成，定子包括有机座、定子铁芯和定子绕组，三相定子绕组的每一相绕组占据定子铁芯线槽中的一层，在定子铁芯的横截面上，三层绕组的对应端点依次间隔１２０°。本实用新型专利技术突破了传统三相电机定子绕组的单层或双层分布模式，形成了结构新颖独特的三层三相定子绕组形式，对三相电机的电压波形畸变率具有很好的抑制作用，单相电压和线电压的波形畸变率均小于２％；电机效率明显提高，发电机效率达９５％以上，电动机效率达９０％以上。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种连续旋转的交流电机，具体地说是一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机。
技术介绍
对于包括发电机和电动机在内的各类三相交流电机，其结构都是由定子和转子组成，定子是在机座上固定有定子铁芯，在定子铁芯中布设有三相定子绕组。常规的定子绕组结构有同心式、交叉式和链式等，特殊的定子绕组有分数绕组和正弦绕组等。常规的定子绕组，由于其电枢磁场不能呈正弦状态，因而导致电压波形畸变率高(达30％以上)。由于这种绕组的谐波含量大，所以加大了电机的振动和内部消耗，降低了电机的效率，电机效率一般小于80％。而特殊的定子绕组，虽然由于结构特殊而对高次谐波有一定的抑制作用，使电参数的性能有所提高，但其绕制工艺复杂，生产成本高，同时由于其平均槽满率比常规绕组的降低很多，因此其单位体积的功率低，造成电机体积大。重量高，因而少被采用。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机，并且可使电机的生产工艺简化，制造成本降低，电机性能保持优良。本技术是这样实现的三相交流电机由定子和转子组成，定子是在机座上固定定子铁芯，在定子铁芯的线槽中布设有三相定子绕组，三相定子绕组的每一相绕组占据定子铁芯线槽中的一层，在定子铁芯的横截面上，三层绕组的对应端点依次间隔120°。即第一相绕组的首端与第二相绕组的首端间隔120°，第二相绕组的首端与第三相绕组的首端间隔120°，第三相绕组的首端与第一相绕组的首端间隔120°。同样地，三层绕组的各尾端也是依次间隔120°。即三层绕组在定子铁芯上的分布设置，遵循三相电机定子绕组的120°“相位法则”。本技术突破了传统三相电机中定子绕组的单层或双层分布模式，在定子铁芯线槽中布设的三层绕组，每一层为一相绕组，相与相之间相对独立，并遵循相位法则，由此构成了结构新颖独特的三相定子绕组。由于三相定子绕组中的每一相绕组都占据了定子铁芯的整个空间，因而在与转子配合作用的一个周期内，其有效感应作用必然提高，电机功率就会相应提高。而三层定子绕组由于空间位置相互叠加，对电压基波可强化补充，对高次谐波则可抑制消弱，因而使得电压波形畸变率有明显降低。而谐波的抑制，则可降低电机的内耗，反过来又促进了电机效率的提高。按此定子绕组模式制成的三相交流发电机或三相交流电动机，通过反复试验及示波器观察，对于三相电机的电压波形畸变率确有很好的抑制作用，对于电机效率则有明显的提高。其理论上的道理还有待于进行深入地研究，但其优异的作用效果是确定无疑的，也是本技术的关键之所在。本技术中的三相定子绕组中的每相绕组结构，可以是现有单相电机中的定子绕组形式，更好的实现方式是采用本人在“单相稀土永磁发电机”专利(专利号ZL0224180.5)中设计的定子绕组形式，即定子绕组中的每相绕组是在每极主绕组的中间串接一个辅助绕组。采用这种定子绕组形式的单相发电机，通过在定子绕组每极的主绕组中另行设置辅助绕组，可对输出电压波形中的高次谐波具有很好的抑制作用。因而将这种单相电机的定子绕组形式转用于此，制成三相交流发电机或三相交流电动机，则同样具有很好的抑制高次谐波、减少波形畸变率和减少电压调整率的辅助作用。每相定子绕组采用主、辅绕组串接形式所制成的三相交流发电机，在三相定子绕组为星形联接方式时，相电压和线电压波形畸变率均小于2％，且电压波形中的谐波含量近乎为零，电机效率达95％以上，并且还保持了电参数的性能优良。特别是，带负载时的效果比空载时的效果还要好。采用这种定子绕组结构制成的三相交流电动机，因谐波造成的损耗减少，电机效率达90％以上，同时还减少了因谐波作用所造成的电机振动，使电动机的使用寿命有所提高。本技术中的电机定子绕组是逐层分别布设，没有交叉，互不干扰，因而生产工艺简化，生产效率提高，电机制造成本相应降低。另外，由于在各定子铁芯线槽中均有三层绕组的线匝，所以槽满率达到了最高，电机单位体积的功率可达最大，与同功率电机相比，其体积、重量和成本均可减少20％以上。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是定子绕组中采用主、辅绕组串接的单相绕组的结构示意图。具体实施方式如图1所示，在机座4上固定有定子铁芯1，在定子铁芯1的线槽中布设有三相定子绕组2。定子铁芯1、三相绕组2和机座4组成定子。在定子中部穿接有转子3，组成三相交流电机。在定子铁芯1的线槽中布设有三层绕组，构成三相定子绕组。每一相绕组占据定子铁芯线槽中的一层。三相绕组的首端(或尾端)依次间隔120°，并按常规接线方式联接成星形或三角形，组成三相交流发电机或三相交流电动机。电机转子可以是稀土永磁转子或鼠笼式转子等形态。三相定子绕组2中的每一相绕组的结构形式相同。图2中的每相绕组形式是在每一极的主绕组5中间串接一个辅助绕组6。每相绕组可以有两极、四极等各种常规结构，每相绕组中的辅助绕组6绕制在每极主绕组5的中间两个空线槽内。各主、辅绕组的接线端按“主-辅-辅-主”的方式依次串接，从而组成某一相的定子绕组。辅助绕组6的匝数应不超过主绕组单槽中的匝数。由此对三相交流电机的谐波抑制、波形畸变率降低以及电压调整率的减少，均有较好的辅助作用。权利要求1.一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机，由定子和转子组成，定子是在机座(4)上固定定子铁芯(1)，在定子铁芯的线槽中布设有三相定子绕组(2)，其特征在于三相定子绕组的每一相绕组占据定子铁芯(1)线槽中的一层，在定子铁芯的横截面上，三层绕组的对应端点依次间隔120°。2.根据权利要求1所述的三相交流电机，其特征在于定子绕组中的每相绕组为单相电机中的定子绕组形式。3.根据权利要求1所述的三相交流电机，其特征在于定子绕组中的每相绕组是在每极主绕组(5)的中间串接一个辅助绕组(6)。4.根据权利要求3所述的三相交流电机，其特征在于辅助绕组(6)绕制在每极主绕组(5)的中间两个空线槽内。5.根据权利要求4所述的三相交流电机，其特征在于辅助绕组(6)的匝数不超过主绕组单槽中的匝数。专利摘要本技术涉及一种连续旋转的交流电机，是一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机。该电机由定子和转子组成，定子包括有机座、定子铁芯和定子绕组，三相定子绕组的每一相绕组占据定子铁芯线槽中的一层，在定子铁芯的横截面上，三层绕组的对应端点依次间隔120°。本技术突破了传统三相电机定子绕组的单层或双层分布模式，形成了结构新颖独特的三层三相定子绕组形式，对三相电机的电压波形畸变率具有很好的抑制作用，单相电压和线电压的波形畸变率均小于2％；电机效率明显提高，发电机效率达95％以上，电动机效率达90％以上。文档编号H02K3/28GK2733719SQ200420091968公开日2005年10月12日 申请日期2004年10月21日 优先权日2004年10月21日专利技术者岳群生 申请人:岳群生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波形畸变率小、效率高的三相交流电机，由定子和转子组成，定子是在机座（４）上固定定子铁芯（１），在定子铁芯的线槽中布设有三相定子绕组（２），其特征在于三相定子绕组的每一相绕组占据定子铁芯（１）线槽中的一层，在定子铁芯的横截面上，三层绕组的对应端点依次间隔１２０°。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳群生，
申请(专利权)人：岳群生，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]