專利名稱：一種交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)。
背景技術(shù)：
變極調(diào)速是交流電機(jī)常用的調(diào)速方法之一。這種調(diào)速方法只需要改變電機(jī)繞組線 圈的連接順序和接線方式就可以改變電機(jī)繞組極對(duì)數(shù)，從而使電機(jī)具有兩種以上的速度， 與變頻等其它調(diào)速方法相比，具有效率高且簡(jiǎn)便可靠的突出特點(diǎn)。常用的變極方法有反向法和換相法兩種，其中反向變極法是將每相繞組的線圈重 新組合后劃分為兩段，具有接線簡(jiǎn)單，出線頭少，換接方便，變極匝比變換靈活的特點(diǎn)，適合 于普通倍極比變極繞組。應(yīng)用反向變極法可使一套三相繞組具有可通過開關(guān)換接的兩種不同的極數(shù)。不 過，若要求有三種極數(shù)，通常還是需要有兩套三相繞組。這是因?yàn)?，為使變極換接時(shí)的接線 盡可能簡(jiǎn)單，一般要求三相變極繞組的一種速度對(duì)應(yīng)3根出線，這樣兩種速度就對(duì)應(yīng)6根出 線，而單繞組雖然也可以實(shí)現(xiàn)三種極數(shù)，但是繞組的出線頭就會(huì)比較多，超過所希望的9根 出線。為做到三速變極電機(jī)繞組保持9根出線頭，同時(shí)變極換接簡(jiǎn)便，目前仍多采用兩套三 相繞組的變極方案。三速變極電機(jī)在起重吊裝機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛，這種三速變極電機(jī)的極比通常取 為4/8/32，其中4極高速用于輕載，8極中速重載，32極低速則用于重物下放落位。作為一 般的變極方案配置，需采用兩套獨(dú)立的三相繞組，其中4/8極為一套繞組，32極則單獨(dú)使用
一套繞組。采用兩套獨(dú)立的三相繞組，也即雙繞組三速變極方案的好處是出線頭少，變極換 接簡(jiǎn)便，但這時(shí)的電機(jī)無論在哪一種速度下工作，其中總會(huì)有一套繞組閑置，造成電機(jī)繞組 總體利用率低，溫升高，效率低下。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了克服上述現(xiàn)在三相感應(yīng)電機(jī)的三速變極繞組接線方式存 在的問題及缺陷，而提供一種新的交流三速變極三相感應(yīng)電機(jī)，其定子繞組采用兩套具有 不同變極比的反向法變極繞組合成使用，也就是這兩套變極繞組在其中一種極數(shù)下并聯(lián)使 用的方法，與現(xiàn)有互不關(guān)聯(lián)的雙繞組多速電機(jī)變極方案相比具有更好的技術(shù)性能，繞組導(dǎo) 體利用率高，溫升低，損耗減小，出線頭根數(shù)則保持和原來相同不變，變極控制簡(jiǎn)便。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一般而言，雙繞組三速變極方案通常要求為恒轉(zhuǎn)矩變極，其中高速極對(duì)數(shù)P1和中 速極對(duì)數(shù)P2共用一套繞組，采用反向法變極，低速極對(duì)數(shù)P3單獨(dú)使用另外一套繞組，而對(duì)于 恒轉(zhuǎn)矩變極繞組，從繞組設(shè)計(jì)中的實(shí)際有效用銅量來看，這三種極對(duì)數(shù)中，低速極對(duì)數(shù)P3和 中速極對(duì)數(shù)P2較高，高速極對(duì)數(shù)P1較低，因此可以考慮將低速極對(duì)數(shù)P3原來單獨(dú)使用另外 一套繞組也按反向法變極原理設(shè)計(jì)成低速極對(duì)數(shù)P3和中速極對(duì)數(shù)P2共用，從而形成高速極對(duì)數(shù)和中速極對(duì)數(shù)共用一套繞組，低速極對(duì)數(shù)和中速極對(duì)數(shù)共用另外一套繞組的新的雙繞 組三速變極方案。由于新方案兩套繞組中均含有中速極對(duì)數(shù)P2,為盡可能減少出線根數(shù)，這 兩套繞組在中速極對(duì)數(shù)P2下可以考慮并聯(lián)工作方式，但要注意的是，必須保證并聯(lián)各支路 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位相同，幅值相等，以避免可能產(chǎn)生的環(huán)流。上述兩套三相繞組具體接線可以有多種方式。例如，采用反向法原理變極，將一套 三相繞組設(shè)計(jì)成高速極對(duì)數(shù)P1和中速極對(duì)數(shù)P2共用，接法為2Y/ Δ，另一套三相繞組則設(shè) 計(jì)成為低速極對(duì)數(shù)P3和中速極對(duì)數(shù)P2共用，同樣采用反向法原理變極，接法也為2Υ/ Δ，兩 套繞組均含中速極對(duì)數(shù)P2，接法皆為Δ，因此可以將之并聯(lián)，如圖1所示。其三種極數(shù)的變 換方式接線如圖2所示，可以看出，這時(shí)兩套繞組的引出線頭為9根，對(duì)應(yīng)高速極對(duì)數(shù)P1，接 法為2Υ;對(duì)應(yīng)中速極對(duì)數(shù)ρ2，接法為△；對(duì)應(yīng)低速極對(duì)數(shù)P3，接法也為2Υ。一般而言，雙繞組三速變極方案通常要求為恒轉(zhuǎn)矩變極，其中高速極對(duì)數(shù)P1和中 速極對(duì)數(shù)P2共用一套繞組，采用反向法變極，低速極對(duì)數(shù)P3單獨(dú)使用另外一套繞組，而對(duì)于 恒轉(zhuǎn)矩變極繞組，從繞組設(shè)計(jì)中的實(shí)際有效用銅量來看，這三種極數(shù)中，低速極對(duì)數(shù)P3和中 速極對(duì)數(shù)P2較高，高速極對(duì)數(shù)P1較低，因此可以考慮將低速極對(duì)數(shù)P3原來單獨(dú)使用另外一 套繞組也按反向法變極原理設(shè)計(jì)成低速極對(duì)數(shù)P3和中速極對(duì)數(shù)P2共用，從而形成高速極和 中速極共用一套繞組，低速極和中速極共用另外一套繞組的新的雙繞組三速變極方案。由 于新方案兩套繞組中均含有中速極對(duì)數(shù)P2，為盡可能減少出線根數(shù)，這兩套繞組在中速極 對(duì)數(shù)P2下可以考慮并聯(lián)工作方式，但要注意的是，必須保證并聯(lián)各支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位相 同，幅值相等，以避免可能產(chǎn)生的環(huán)流。新方案兩套三相繞組具體接線可以有多種方式。例如，采用反向法原理變極，將一 套三相繞組設(shè)計(jì)成高速極對(duì)數(shù)P1和中速極對(duì)數(shù)P2共用，接法為2Υ/ Δ，另一套三相繞組則 設(shè)計(jì)成為低速極對(duì)數(shù)P3和中速極對(duì)數(shù)P2共用，同樣采用反向法原理變極，接法也為2Υ/ Δ， 兩套繞組均含中速極P2，接法皆為Δ，因此可以將之并聯(lián)，如圖1所示。其三種極數(shù)的變換 方式接線如圖2a、圖2b、圖2c所示，可以看出，這時(shí)兩套繞組的引出線頭為9根，對(duì)應(yīng)高速 極對(duì)數(shù)P1,接法為2Y;對(duì)應(yīng)中速極對(duì)數(shù)p2，接法為△；對(duì)應(yīng)低速極對(duì)數(shù)P3，接法也為2Y。對(duì)于實(shí)際運(yùn)用中的三速電機(jī)，往往要求中速極對(duì)數(shù)P2和低速極對(duì)數(shù)P3設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)極 比，例如8/M極或是8/32極等，在這種情況下，為保證兩種極數(shù)下有著合適的氣隙磁密比， 可以考慮在低速極對(duì)數(shù)P3對(duì)應(yīng)2Y接法的基礎(chǔ)上，另串聯(lián)一套低速極對(duì)數(shù)P3三相繞組，成為 2Y+Y接法，如圖3所示。圖3中所示的2Y+Y接法也可以單獨(dú)用于雙速繞組，以在遠(yuǎn)極比的情況下通過調(diào) 整串聯(lián)Y部分的匝數(shù)，使得電機(jī)氣隙有著合適的磁密比，這時(shí)對(duì)應(yīng)高速極對(duì)數(shù)P1S三角形 (Δ)接法，對(duì)應(yīng)低速極對(duì)數(shù)P3為兩路星形并聯(lián)接法加一路星形串聯(lián)(2Y+Y)接法，引出線端 為6個(gè)，如圖4a、圖4b、圖如所示。本實(shí)用新型的繞組導(dǎo)體利用率高，溫升低，損耗減小，出線頭根數(shù)則保持和原來相 同不變，變極控制簡(jiǎn)便。

圖1為兩套三相2Υ/Δ接法變極繞組在Δ接法下組合并聯(lián)接線法示意圖。圖2a、圖2b、圖2c為三相三速變極繞組出線端連接法示意圖。[0018]圖3為兩套三相Ti/ Δ接法變極繞組和一套單速三相繞組組合接線法示意圖。圖4a、圖4b、圖如為一套三相2Y/ Δ接法變極繞組和一套單速三相繞組組合接線 法示意圖。圖5為定子槽數(shù)Z = 96，變極比為4/8/32的三相繞組接線法示意圖。圖6為定子槽數(shù)Z = 36，變極比為2/8的三相繞組接線法示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明如圖1-4所示，本實(shí)用新型在其定子放置兩套三相繞組，一套三相定子繞組具有 高速極對(duì)數(shù)P1和中速極對(duì)數(shù)ρ2，其中對(duì)于高速極對(duì)數(shù)P1S兩路星形并聯(lián)OY)接法，對(duì)于中 速極對(duì)數(shù)P2為三角形(△)接法，有六個(gè)引出線端；另一套三相定子繞組具有中速極對(duì)數(shù)P2 和低速極對(duì)數(shù)P3,其中對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2為三角形(△)接法，對(duì)于低速極對(duì)數(shù)P3為兩路星 形并聯(lián)OY)接法，也有六個(gè)引出線端；這兩套三相定子繞組對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2均為三角形 (Δ)接法，并將之并聯(lián)連接，如圖1所示，其三種極數(shù)的變換方式接線如圖2a、圖2b、圖2c 所示，可以看出，最后形成的整個(gè)三相定子繞組的引出線端共有9個(gè)，其中對(duì)于高速極對(duì)數(shù) P1S兩路星形并聯(lián)OY)接法，對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2為兩路三角形鴨并聯(lián)接法，對(duì)于低速 極對(duì)數(shù)1)3為兩路星形并聯(lián)OY)接法，引出線端共有9個(gè)。對(duì)于實(shí)際運(yùn)用中的三速電機(jī)，往往要求中速極對(duì)數(shù)？2和低速極對(duì)數(shù)P3設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)極 比，例如8/M極或是8/32極等，在這種情況下，為保證兩種極對(duì)數(shù)下有著合適的氣隙磁密 比，可以考慮在低速極對(duì)數(shù)P3對(duì)應(yīng)2Y接法的基礎(chǔ)上，另串聯(lián)一套低速極對(duì)數(shù)P3三相繞組， 成為2Y+Y接法，如圖3所示。圖3中所示的2Y+Y接法也可以單獨(dú)用于雙速繞組，以在遠(yuǎn)極 比的情況下通過調(diào)整串聯(lián)Y部分的匝數(shù)，使得電機(jī)氣隙有著合適的磁密比，這時(shí)對(duì)應(yīng)高速 極對(duì)數(shù)P1S △接法，對(duì)應(yīng)低速極對(duì)數(shù)P3*2Y+Y接法，如圖如、圖仙、圖如所示。實(shí)例1有一臺(tái)變極比為4/8/32的三速電機(jī)，定子槽數(shù)Z = 96，其中放置兩套三相繞組， 一套為4/8極，采用2Υ/Δ接法，60° /120°相帶的反向法變極繞組，另一套為8/32極反 向法變極繞組，為使電機(jī)氣隙有著合適的磁密比，采用了 Δ /2Υ+Υ接法，也即對(duì)8極而言，為 Δ接法，60°相帶，對(duì)32極則為2Υ+Υ接法。這兩套繞組對(duì)8極而言，均為Δ接法，分別選取合適的線圈節(jié)距及線圈匝數(shù)，使得 支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位以及幅值大小相同，因而可采用并聯(lián)連接，具體接線方式如圖5所示。圖5點(diǎn)劃線框中為4/8極反向法變極三相繞組的線圈，虛線框中為8/32極反向法 變極三相繞組的線圈，不難看出，這兩套繞組對(duì)8極而言為兩路三角形并聯(lián)連接，也即若將 出線端D4、D5、D6, D7、D8、D9懸空，D1、D2、D3接入三相電源，繞組形成2 Δ接法，這時(shí)電機(jī)工作 狀態(tài)為8極；同樣也可看出，若將出線端D1、D2、D3短接，D4、D5、D6懸空，D7、D8、D9接入三相電 源，形成2Y接法，電機(jī)工作狀態(tài)為4極；若將出線端D1、D2、D3短接，D7、D8、D9懸空，D4、D5、D6 接入三相電源，形成2Y+Y接法，電機(jī)工作狀態(tài)為32極。實(shí)例2 有一臺(tái)變極比為2/8的雙速電機(jī)，定子槽數(shù)Z = 36，其中放置兩套三相繞組，一套 為2/8極，采用2Y/Δ接法，60° /120°相帶的反向法變極雙速繞組，另一套為8極正規(guī)60°相帶單速繞組，兩套繞組分別選取合適的線圈節(jié)距與線圈匝數(shù)，使得這種遠(yuǎn)極比電機(jī) 在2極和8極下保持合適的氣隙磁密比，如圖6所示，這時(shí)對(duì)應(yīng)2極，將出線端Dp D2、D3接 入三相電源，04、1)5、06懸空，為Δ接法；對(duì)應(yīng)8極，將出線端D1A^D3短接，D4、D5、D6接入三 相電源，為2Y+Y接法。
權(quán)利要求1.一種交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)，其特征在于在其定子放置兩套三相繞組，一套 三相定子繞組具有高速極對(duì)數(shù)P1和中速極對(duì)數(shù)P2,其中對(duì)于高速極對(duì)數(shù)P1為兩路星形并聯(lián) (2Y)接法，對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2為三角形(△)接法，有六個(gè)引出線端；另一套三相定子繞組 具有中速極對(duì)數(shù)P2和低速極對(duì)數(shù)P3，其中對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2為三角形(△)接法，對(duì)于低速 極對(duì)數(shù)1)3為兩路星形并聯(lián)OY)接法，也有六個(gè)引出線端；這兩套三相定子繞組對(duì)于中速極 對(duì)數(shù)P2均為三角形(△)接法，并將之并聯(lián)連接，最后形成的整個(gè)三相定子繞組的引出線端 共有9個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)，其特征在于在電動(dòng)機(jī)定子中 另外布置一套低速極對(duì)數(shù)P3的三相繞組，并將之與上述極對(duì)數(shù)P3兩路星形并聯(lián)接法的三相 繞組串聯(lián)連接，形成對(duì)于極對(duì)數(shù)P3的兩路星形并聯(lián)接法加一路星形串聯(lián)(2Y+Y)接法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)，其特征在于在電動(dòng)機(jī)定子中 去掉一套具有高速極對(duì)數(shù)P1和中速極對(duì)數(shù)P2兩種不同的極對(duì)數(shù)的三相繞組，這時(shí)整個(gè)定子 繞組變成為雙速變極繞組，其中對(duì)于中速極對(duì)數(shù)P2為三角形(△)接法，對(duì)于低速極對(duì)數(shù)P3 的兩路星形并聯(lián)接法加一路星形串聯(lián)(2Y+Y)接法，引出線端為6個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種交流變極三速三相感應(yīng)電機(jī)，在其定子放置兩套三相繞組，一套三相定子繞組具有高速極對(duì)數(shù)p1和中速極對(duì)數(shù)p2，其中對(duì)于高速極對(duì)數(shù)p1為兩路星形并聯(lián)(2Y)接法，對(duì)于中速極對(duì)數(shù)p2為三角形(Δ)接法，有六個(gè)引出線端；另一套三相定子繞組具有中速極對(duì)數(shù)p2和低速極對(duì)數(shù)p3，其中對(duì)于中速極對(duì)數(shù)p2為三角形(Δ)接法，對(duì)于低速極對(duì)數(shù)p3為兩路星形并聯(lián)(2Y)接法，也有六個(gè)引出線端；這兩套三相定子繞組對(duì)于中速極對(duì)數(shù)p2均為三角形(Δ)接法，并將之并聯(lián)連接，最后形成的整個(gè)三相定子繞組的引出線端共有9個(gè)。本實(shí)用新型的繞組導(dǎo)體利用率高，溫升低，損耗減小，變極控制簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)H02K3/28GK201860237SQ20102060417
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者王雪帆, 趙文成 申請(qǐng)人:武漢金路達(dá)電機(jī)有限公司