交流電機繞組單星—三角變雙星——三角的聯結法的製作方法
2023-05-01 19:54:46
專利名稱：交流電機繞組單星—三角變雙星——三角的聯結法的製作方法
技術領域：
本發明屬於交流電機繞組聯結法及結構。
目前的變極調速感應電動機大多採用單繞組變極的方式，通過開關換接改變繞組接法來改變繞組的極數。常用變極繞組一般有6根引出線，其接線方式則一般為2Y/Δ和2Y/Y及3Y/3Y等。常規的接線方法通常是能夠滿足一般情況下的變極要求的，但通常所用的常規接法變極時，需要通過開關裝置先將在一種極數下工作的變極繞組斷開電源，換為另一種極數後，再重新將繞組投入電源。由於傳統變極繞組接線法在變極時必須斷開電源，這樣的變極電機如在運行工況下進行變極切換，將會出現電機拖動轉矩瞬間消失和變極衝擊電流過大的現象，從而使變極電機的應用受到一定限制。
本發明的目的在於提出一種新的變極繞組接線法。採用這種新型接線方法的變極繞組製成的變極感應電動機，和常規變極繞組一樣只有6根引出線，但其中3根引出線在變極電機運行中常接電網電源，而另外3根引出線在電機需要進行變極、調速或起動時，合上或從電網電源斷開。由於新接法能夠保證變極電機在變極切換運行工況下始終不斷開電源，因而能有效地解決採用傳統變極繞組的變極電機在變極時出現的拖動轉矩瞬間消失和變極衝擊電流過大的問題。
本發明的基本構成方法如下1.繞組劃分方法將三相交流電機A、B、C三相互差120°電角度對稱的繞組，每相分為標記為Y和Δ的兩部分，其中Y部分繞組的每相又再分為2小段，每小段均有首、尾兩個引出端，三相共6小段，分別記為AY1、AY2、BY1、BY2、CY1、CY2，每小段所含線圈個數為m(m＝0，1，2，…)，每小段均有兩個引出端；Δ部分繞組的每相也再分為2小段，每小段也均有首、尾兩個引出端，三相共6小段，分別記為AΔ1、AΔ2、BΔ1、BΔ2、CΔ1、CΔ2，每小段所含線圈個數為n(n＝1，2，3，…)。
2.繞組接線方法先將上述Δ部分的6小段繞組按順序AΔ1、BΔ2、CΔ1、AΔ2、BΔ1、CΔ2，首尾相聯，成為一個具有6個結點的三相Δ形閉合環路，然後再將Y部分的6小段繞組中各小段的一個引出端，按順序AY1、BY2、CY1、AY2、BY1、CY2依次分別與上述三相Δ形連接的6個結點相聯結，Y部分的6小段繞組的另外的6個引出端，分別標記為D1、D2、D3、D4、D5、D6，如附
圖1所示，作為整個繞組的對外引出端線。
3.變極換接方法如附圖1所示接法的三相繞組，將引出端D1、D3、D5接入三相電網電源，而引出端D2、D4、D6懸空，三相繞組將呈現的極數為Q；當引出端D1、D3、D5仍接入三相電網電源的情況下，再將引出端D4、D6、D2分別與引出端D1、D3、D5相連接，即也投入三相電網電源，如附圖2所示，這時三相繞組原來所呈現的極數Q消失，而呈現極數P。
本發明的基本原理說明如下如附圖2所示接法的三相繞組，其每小段繞組均設計成可同時產生P和Q兩種極數的磁勢，但是，當其6個引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2並聯一起接入三相電網電源時，每相繞組Y和Δ兩部分各自所含的2小段，例如A相的AY1、AY2或AΔ1、AΔ2，分別產生的磁勢，對極數P而言是同相的，而對極數Q而言是反相的，這樣極數Q將完全被消除，三相繞組這時可看成是每相有並聯兩條支路的雙星形串聯三角形的並聯聯結，將只產生極數為P的旋轉磁場；而當引出端D1、D3、D5接入三相電網電源，引出端D2、D4、D6從三相電網電源斷開時，三相繞組這時變成為每相只有一條支路的單星形串聯三角形接法，其中對每相繞組Y部分所含的2小段，僅接入一段，另一段則懸空，對每相繞組Δ部分所含的2小段，所產生的磁勢對極數P而言，相位差為120°電角度，對極數Q而言則為60°電角度，由於對極數P相位差大而對極數Q相位差較小，這樣極數Q磁勢將較強，極數P磁勢則將被大為削弱，三相繞組的旋轉磁勢主要呈現為極數Q。
本發明可用於諧波起動的感應電動機，這時電動機將有著很低的起動電流；也適合用於希望變極調速時不斷電切換的變極感應電動機，這樣可以避免由於斷電變極切換造成的電磁拖動轉矩瞬間消失或再次通電造成的過大二次衝擊電流；及適合先低速起動再高速正常運行，或高速正常運行時進行不斷電切換低速反接制動的場合。
附圖1.D1、D2、D3、接電網產生極數Q的聯接法；附圖2.a)繞組引出線接電網產生極數P或Q的聯接法。
附圖2.b)引出線D1、D2、D3、D4、D5、D6、接電網產生極數P的聯接法。
附圖2.c)引出線D1、D3、D5接電網產生極數Q的聯接法。
下面是本發明一個具體實例。
槽數Z＝72，變極比P/Q＝8/6。
此例按附圖2所示三相繞組作聯結時，其各小段繞組所串聯槽號如下(按圖示箭頭方向串聯時，正槽號表示順接串聯線圈，負槽號表示反接串聯線圈)AY1-65，-66，55，56，57，-46；AY229，30，-19，-20，-21，10；BY161，62，63，-52，-53，-54；BY2-25，-26，-27，16，17，18；CY169，-58，-59，-60，49，50；CY2-33，22，23，24，-13，-14；AΔ1-15，4，5，6，-67，-68；AΔ251，-40，-41，-42，31，32；BΔ111，12，-1，-2，-3，64；BΔ2-47，-48，37，38，39，-28；CΔ1-7，-8，-9，70，71，72；CΔ243，44，45，-34，-35，-36。
權利要求
1.一種用於變極、起動、調速的三相交流電機繞組，含有標記為Y和Δ的兩個部分，其中Y部分繞組的每相分為2小段，每小段均有首、尾兩個引出端，每小段所含線圈個數為m(m＝0，1，2，…)；Δ部分繞組的每相也分為2小段，每小段也均有首、尾兩個引出端，每小段所含線圈個數為n(n＝1，2，3，…)；Y和Δ兩部分各含6小段，總共含12小段，其聯結方法為將其中Δ部分的6小段繞組按三相順序首尾相連而串聯成為一個具有6個結點的三相Δ形閉合環路，然後再將Y部分6小段繞組中每一小段的一個引出端，也按三相順序依次分別與上述三相Δ形連接的6個結點相聯結，Y部分6小段繞組另外的6個引出端，按順序分別標記為D1、D2、D3、D4、D5、D6，即作為整個三相繞組的對外引出端，當引出端D1、D3、D5接入三相電網電源，另外三個引出端D2、D4、D6懸空時，得到一個其極數為Q，的單星-三角聯結的繞組，而當將引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2分別聯結在一起後投入三相電網電源，則得到另一種極數為P的雙星-三角聯結的繞組。
2.一種按權利要求1所述的電機繞組聯結方法，其特徵在於Y部分所含線圈個數為0，這時變極繞組成為單Δ串聯接法變雙Δ並聯接法，其中雙Δ並聯接法對應極數為P，單Δ串聯接法對應極數為Q。
3.一種用於變極、起動、調速的三相交流電機繞組，其特徵在於含有標記為Y和Δ的兩個部分，其中Y部分繞組的每相分為2小段，每小段均有首、尾兩個引出端，每小段所含線圈個數為m(m＝0，1，2，…)；Δ部分繞組的每相也分為2小段，每小段也均有首、尾兩個引出端，每小段所含線圈個數為n(n＝1，2，3，…)；Y和Δ兩部分各含6小段，總共含12小段，將其中Δ部分的6小段繞組按三相順序首尾相連而串聯成為一個具有6個結點的三相Δ形閉合環路，然後再將Y部分6小段繞組中每一小段的一個引出端，也按三相順序依次分別與上述三相Δ形連接的6個結點相聯結，Y部分6小段繞組另外的6個引出端，按順序分別標記為D1、D2、D3、D4、D5、D6，即作為整個三相繞組的對外引出端，當引出端D1、hD3、D5接入三相電網電源，另外三個引出端D2、D4、D6懸空時，得到一個其極數為Q，的單星-三角聯結的繞組，而當將引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2分別聯結在一起後投入三相電網電源，則得到另一種極數為P的雙星-三角聯結的繞組。
4.一種按權利要求3所述的電機繞組，其特徵在於Y部分所含線圈個數為0，這時變極繞組成為單Δ串聯接法變雙Δ並聯接法，其中雙Δ並聯接法對應極數為P，單Δ串聯接法對應極數為Q。
5.一種按權利要求3所述的電機繞組方案，該方案是槽數為Z＝72，變極比為P/Q＝8/6雙層繞組。其特徵在於A、B、C三相槽號在Y和Δ兩部分中分配如下AY1-65，-66，55，56，57，-46；AY229，30，-19，-20，-21，10；BY161，62，63，-52，-53，-54；BY2-25，-26，-27，16，17，18；CY169，-58，-59，-60，49，50；CY2-33，22，23，24，-13，-14；AΔ1-15，4，5，6，-67，-68；AΔ251，-40，-41，-42，31，32；BΔ111，12，-1，-2，-3，64；BΔ2-47，-48，37，38，39，-28；CΔ1-7，-8，-9，70，71，72；CΔ243，44，45，-34，-35，-36。
全文摘要
本發明可用於變極、起動、調速的交流電機繞組聯結法及結構。可以為單星-三角和雙星-三角兩種方式聯結。當為單星-三角聯結時，得到極數P的旋轉磁場，有三個引出端接電網；當為雙星-三角聯結時，得到極數Q的旋轉磁場，有六個引出端接電網。本發明所說的聯結繞組，用於諧波起動的感應電動機時，有著很低的起動電源；用於變極、調速時，可做到不斷電切換，以避免由斷電切換造成的電磁拖動轉矩瞬間消失或再次通電造成的衝擊電流。
文檔編號H02K17/02GK1124421SQ94118598
公開日1996年6月12日 申請日期1994年12月8日 優先權日1994年12月8日
發明者王雪帆, 許實章 申請人:華中理工大學