相数可变式异步电动机定子绕组连接方法技术

本发明专利技术属于异步电动机结构设计技术领域，涉及一种通过改变定子绕组线圈连接方式使相数发生变化的鼠笼转子的相数可变式异步电动机定子绕组连接方法，转子和机座结构与传统鼠笼转子异步电动机相同，定子绕组线圈采用不同的连接方式，定子的每极下相同位置的双层绕组线圈先行连接组成一个线圈组，各线圈组首末端全部引出，再连接成相数不同的异步电动机结构，形成由同一套绕组连接成多种相数的异步电动机结构，实现异步电动机相数可变和一机多用；采用三相恒频恒压电源或逆变器电源供电；其电机相数变化灵活，输出功率稳定可调，适用于多种电源型式，可有效改变现有电动机运行性能，降低能源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于异步电动机结构设计
，涉及一种通过改变定子绕组线圈连接方式使相数发生变化的鼠笼转子异步电动机定子绕组连接方法。
技术介绍
在目前的各种电动机中，鼠笼转子异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修方便等特点，在现代工业生产中应用非常广泛。由于传统的交流电源为对称的三相交流电源，相应的异步电动机相数为三相。电机相数固定不变源于电机定子绕组的设计理念和连接方式，相数固定异步电动机在定子绕组制作过程中，线圈之间的连接在定子内部完成，一旦电机装配完毕，定子内部接线就不能再做改动。异步电动机定子绕组连接实际上按相进行，线圈组连接成一相绕组后再引出两个端点，这样三相异步电动机在接线板上通常只有6个接线端。虽然6个接线端可以使三相绕组连为Y接与Δ接，但电机的相数不能改变。由于相数固定的异步电动机只能在三相电源供电时运行，体现不了多相异步电动机运行时的优点，无法做到一机多用，这种缺乏相数改变灵活性的异步电动机也限制了异步电动机的运行范围。随着电力电子技术和控制技术的发展，逆变器供电异步电动机摆脱了三相恒频恒压电网供电的束缚，不仅可以实现变频调速功能，也能达到变相运行目的。归结起来，现有的电动机尽管其结构简单，但电动机的相数不易改变，适应范围小，使用灵活度小，难以满足飞速发展的电力工业需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种新型结构和定子线圈连接方式多变的相数可变式异步电动机，在不改变定子绕组结构的情况下，通过改动变子线圈间的连接方式，同一台异步电动机通过相应的逆变器供电而形成三相异步电动机运行状态，或二相、四相、六相、十二相的异步电动机运行状态，当异步电动机相数增加时，多相运行时优点明显，在电动机总容量一定的情况下，多相运行时各个单相容量减小，降低对逆变器单相电路中功率器件的要求；多相结构的容错性增强使电动机短时间缺相运行成为可能，提高电动机运行的可靠性；电机相数增加后使得转子谐波电流含量减小，提高电机运行效率；空间磁势的消除使多相异步电动机电磁转矩脉动分量频率增加、幅值减小，且降低转子绕组的损耗，改善电动机的运行性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术涉及的相数可变式鼠笼转子异步电动机的转子和机座结构与传统鼠笼转子异步电动机相同，定子绕组线圈采用不同的连接方式，形成由同一套绕组连接成多种相数的异步电动机结构，实现异步电动机相数可变和一机多用；相数可变式异步电动机的定子槽数Z1为不大于200的正整数，极对数P为不大于10的正整数， Z1与ρ的关系还使得定子每极槽数η = Z1/(2ρ)为正整合数；因为定子绕组为双层绕组，所以每极下的线圈数与定子每极槽数相等，也为η;取定子不同极下位于相同空间位置的各一个线圈，采用反向或顺向、串联或并联方式先行连接组成一个线圈组，组成的线圈组数为n，引出的端点数为2η ；η为一合数，m为合数η除1之外的正整约数，定子绕组通过相应连接方式使异步电动机成为m相电机；m为不同的正整数值且可变，即构成相数可变式异步电动机；该电动机采用三相恒频恒压电源或逆变器电源供电。本专利技术与现有技术相比，其构成的电机相数变化灵活，输出功率稳定可调，适用于多种电源型式，可有效地改变现有电动机的运行性能，降低能源消耗。附图说明图1为1对极24槽5/6短距比的相数可变异步电动机定子绕组。图2为十二相异步电动机定子各相空间位置图。图3为十二相异步电动机一相绕组连接图。图4为六相异步电动机定子各相空间位置图。图5为六相异步电动机一相绕组连接图。图6为四相异步电动机定子各相空间位置图。图7为四相异步电动机一相绕组连接图。图8为三相异步电动机定子各相空间位置图。图9为三相异步电动机一相绕组连接图。图10为二相异步电动机定子各相空间位置图。图11为二相异步电动机一相绕组连接图。具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。本实施例选择一台极对数ρ为1、定子槽数21为24、短距比β为5/6的鼠笼转子Z 24异步电动机；定子每极槽数为“=；^ =。= 12滁1之外，合数12的整约数为12、6、4、ιρ 2x13和2，即电动机定子绕组可以连接成十二相、六相、四相、三相、二相异步电动机；其槽距角360° , 360° …n Z 5 24 , Λ^a = p-— = U — = l5，·线圈节距为^=Pf = χ =10;定子24个槽中线圈上层 Z1242ρ 6 2x1边用1、2、3、…24分别表示，下层边用1'、2'、3'、...24'分别表示；线圈边1与11 ‘、2与12'、…12与22'、13与23'、14与24'、15与1'、…24与10'分别组成24个定子短距线圈；把一个极下的线圈1与11'与另一个极下相同位置的线圈13与23'反向串联组成一个线圈组，线圈组的两端1与13引出；按照同样方式分别连接成其它11个线圈组并引出各线圈组的两端，其定子绕组共有12个线圈组及24个端点，如图1所示。实施例1 将所选的鼠笼转子异步电动机定子接成十二相绕组本实施例的十二相绕组由4个在空间上相差15°电角度且中点相互独立的三相Y接绕组组成，4个三相绕组分别用A1B1Cp A2B2C2^ A3B3C3^ A4B4C4表示，其中A2相在空间上超前~相15°，以此类推；十二相相定子绕组各相轴线在空间上的位置关系如图2所示；当相Z 24数m为12时，每极每相槽数为=ρ ,=1M为1表示1个线圈组即为一相绕2mp 2x12x1组，则1与13为A1相绕组的两端A1与X1, A1相绕组连接见图3 ；同理画出其它各相绕组接线图，显然 1、2、3、-24 对应各相绕组的 A1、 A2、A3、 Α4、Ζ1、 Z2、Z3、Z4、B1、 B2、B3、B4、X1、 X2、X3、 X4、C1, C2、C3、C4、Y1, Y2、Y3、Y4端点，按照上述接线方式即可将所选电动机接成十二相异步电动机。实施例2 将所选的鼠笼转子异步电动机定子接成六相绕组本实施例的六相绕组由2个在空间上相差30°电角度且中点相互独立的三相Y接绕组组成，2个三相绕组分别用A1B1CpA2B2C2表示，其中A2相在空间上超前A1相30°，六相定子绕组各相轴线在空间上的位置关系如图4所示；当相数m为6时，每极每相槽数为q，权利要求1. 一种，其特征在于相数可变式鼠笼转子异步电动机的转子和机座结构与传统鼠笼转子异步电动机相同，定子绕组线圈采用不同的连接方式，形成由同一套绕组连接成多种相数的异步电动机结构，实现异步电动机相数可变和一机多用；相数可变式异步电动机的定子槽数&为不大于200的正整数，极对数为P为不大于10的正整数，&与ρ的关系使定子每极槽数η = Z1/(2ρ)为正整合数；由于定子绕组为双层绕组结构，每极下的线圈数与定子每极槽数相等，均为η ；取定子不同极下位于相同空间位置的各一个线圈，采用反向或顺向、串联或并联方式先行连接组成一个线圈组，组成的线圈组数为正整合数η，引出的端点数为2η ；m为合数η除1之外的正整约数，定子绕组通过相应连接方式使异步电动机成为m相电机，即相数可变式异步电动机，采用三相恒频恒压电源或逆变器电源供电。全文摘要本专利技术属于异步电动机结构设计
，涉及一种通过改变定子绕组线圈连接方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种相数可变式异步电动机定子绕组连接方法，其特征在于相数可变式鼠笼转子异步电动机的转子和机座结构与传统鼠笼转子异步电动机相同，定子绕组线圈采用不同的连接方式，形成由同一套绕组连接成多种相数的异步电动机结构，实现异步电动机相数可变和一机多用；相数可变式异步电动机的定子槽数Ｚ１为不大于２００的正整数，极对数为ｐ为不大于１０的正整数，Ｚ１与ｐ的关系使定子每极槽数ｎ＝Ｚ１／（２ｐ）为正整合数；由于定子绕组为双层绕组结构，每极下的线圈数与定子每极槽数相等，均为ｎ；取定子不同极下位于相同空间位置的各一个线圈，采用反向或顺向、串联或并联方式先行连接组成一个线圈组，组成的线圈组数为正整合数ｎ，引出的端点数为２ｎ；ｍ为合数ｎ除１之外的正整约数，定子绕组通过相应连接方式使异步电动机成为ｍ相电机，即相数可变式异步电动机，采用三相恒频恒压电源或逆变器电源供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新振，李嘉，杨乐梅，傅乐，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：95