專利名稱:混相變極繞組的改進(jìn)的制作方法
本發(fā)明涉及混相變極繞組結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及結(jié)構(gòu)改進(jìn)后變極方案的設(shè)計方法。
換相法變極繞組具有較高的分布系數(shù)和較低的諧波含量、性能優(yōu)于反向法。但換相變極時需把線圈分成9組或18組，通過不同的組合得到不同的極數(shù)。如按雙層等匝繞組設(shè)計，引出線必然多，換接設(shè)備必然復(fù)雜。這是換相變極繞組很難被實際采用的致命缺陷。欲減少換相變極繞組的引出線，辦法是采用多路并聯(lián)接法。但這種接法總因并聯(lián)支路電勢不平衡而產(chǎn)生環(huán)流。過去用切除某一極數(shù)下部分繞組的辦法消除不平衡環(huán)流，如法國專利No.71.06936，德國專利No.2506573英國專利No.1587-315和英國專利No.1502-593等，結(jié)果導(dǎo)致繞組利用率低。中國《電工技術(shù)雜志》1983年第5期“多層繞組及其在變極電機(jī)中的應(yīng)用”一文中介紹了一種解決不平衡環(huán)流的方法，依靠引進(jìn)依次位移一定角度的多層繞組使不平衡極數(shù)的槽號相位發(fā)生輪換而導(dǎo)致平衡。但是該方法適用范圍十分有限。比上述方法大大前進(jìn)一步的是中國發(fā)明專利申請公開說明書85 1 00451公開的一種混相變極方法。將混相繞組引進(jìn)換相法變極，適當(dāng)調(diào)節(jié)線圈匝數(shù)，使槽電流幅值和相位滿足并聯(lián)支路電勢平衡的要求。根據(jù)混相理論，一般交流繞組都是理想型混相繞組一定的簡化型式;經(jīng)過適當(dāng)匹配并符合換相變極要求的變極繞組既定極數(shù)引進(jìn)理想型混相繞組后，9組線圈或18組線圈所含槽號矢量在不同極數(shù)下的相位關(guān)系就確定了，矢量大小就可通過求解滿足電勢平衡條件的方程組得出。該方法使用范圍很廣，除三倍極比繞組難以采用多路并聯(lián)接法外，其它任何雙速繞組和很多不超過六速難以用其它方法得到的多速繞組都能設(shè)計出來。該法還提供了不少新的繞組接法，且從中還可派生出其它接法，足以適應(yīng)不同性質(zhì)的負(fù)載需要。因而是一種較理想的變極方法。但是得自該法的混相變極繞組，槽電流均由兩種不同相位電流合成(當(dāng)槽電流只存在一種相位分量時，可視為另一相位電流分量取零值)，相當(dāng)于每槽有兩個線圈、四層線圈邊，屬于四層繞組。這不僅降低了槽利用率，也使工藝復(fù)雜化。盡管該法也提供了一種雙層繞組方案，系從具有兩種向?qū)倬€圈組的四層繞組方案中任意去掉一種，只取其中一種而得。然而該雙層繞組線圈跨距僅能取槽數(shù)的 1/6 或 1/2 兩種，由此伴生的最強(qiáng)諧波，又無其它辦法予以削弱;且線圈限于9組，因而接法有限，不能適應(yīng)不同性質(zhì)負(fù)載的需要。上述問題的存在密切關(guān)系到混相變極繞組能否被實際廣泛采用，有待妥善解決。
本發(fā)明的任務(wù)就是要從上述四層繞組變極方案得出雙層繞組變極方案，以彌補(bǔ)原雙層繞組變極方案的不足。
本發(fā)明將四層繞組變極方案轉(zhuǎn)化為雙層繞組變極方案的辦法如下在鐵芯每個齒上增開一槽，使總槽數(shù)增加一倍，原有槽只嵌放線圈二個上層邊，增開槽只嵌放線圈兩個下層邊，結(jié)果所有槽都只有兩層線圈邊。在這種情況下，若將原有槽編為奇數(shù)，增開槽應(yīng)編為偶數(shù);原來線圈的上層邊和下層邊應(yīng)改稱線圈左邊和線圈右邊;線圈左邊和右邊也有自己上、下層兩個線圈邊，且同槽兩個線圈邊端部走向相同。于是，所有線圈的左邊若嵌放在奇數(shù)槽，所有線圈的右邊應(yīng)嵌放在偶數(shù)槽。線圈跨距只能取奇數(shù)。上述發(fā)明構(gòu)思實際意味著雙層變極繞組應(yīng)按槽數(shù)的一半設(shè)計變極方案，奇數(shù)槽嵌放全部線圈的左邊或右邊，偶數(shù)槽嵌放全部線圈的另一邊，線圈跨距應(yīng)取奇數(shù)。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是按照混相變極方法匹配的類型V變極繞組的設(shè)計原則，先在基準(zhǔn)槽里獲取雙層繞組變極方案。再將該變極方案擴(kuò)展到實際繞組所在的分布槽里。這樣得到的變極繞組，線圈跨距就可擺脫奇數(shù)數(shù)值的限制。盡管基準(zhǔn)槽變極方案線圈跨距必為奇數(shù)。但以Q倍的槽數(shù)擴(kuò)展到實際繞組所在的分布槽后，線圈跨距就擴(kuò)大為奇數(shù)的Q倍，適當(dāng)選擇Q值，就可得到不限于奇數(shù)的線圈跨距;當(dāng)然Q值的選擇也是有限的。隨著Q值選擇的不同，跨距取值的不同，繞組的排列、結(jié)構(gòu)、工藝和性能都將不同。
本發(fā)明構(gòu)思的雙層變極繞組，因同槽上下層線圈邊端部走向相同，端接方式必然不同于一般雙層繞組，反而更類似一般單層繞組。結(jié)構(gòu)上比二者都復(fù)雜些，但工藝上是可行的。
與混相變極方法提供的原四層繞組比較，本雙層繞組槽利用率高，工藝簡單，卻繼續(xù)保留了其基波分布系數(shù)高、諧波含量低、引出線少和換接設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn);與得自一種向?qū)俚脑p層繞組比較。本發(fā)明構(gòu)思的雙層繞組繞圈跨距和接法選擇不受限制，繞組性能可任意調(diào)節(jié)。
下面用72槽4/6/8極繞組作為實例予以說明。
1、直接在72槽得出雙層繞組變極方案(相應(yīng)于Q＝1)此時變極方案應(yīng)按72槽的一半即36槽設(shè)計。根據(jù)混相變極方法的匹配原則，36槽此種極比變極方案需以18槽為基準(zhǔn)槽。按類型Ⅲ變極繞組設(shè)計后，再擴(kuò)展到36槽而成。表1是按18槽設(shè)計的變極方案1-6槽(由于對稱、只示出 1/3 的槽號，下同)繞組排列。其中4.8極按0.5α′理想型混相繞組排列(相號角標(biāo)1、2、3分別表示匝數(shù)相對值0.2、0.577和0.885)，等效極相槽數(shù)N同為3，分母同性，相互變換時只改變相屬，不改變向?qū)佟?極取60°相帶，等效極相槽數(shù)N為1。表2是表1的18槽變極方案擴(kuò)展到36槽后1-12槽繞組排列。將表2的36槽繞組線圈左邊依次嵌放到72槽的36個奇數(shù)槽內(nèi)，線圈右邊嵌放在36個偶數(shù)槽內(nèi)，并取線圈跨距y＝9，就得到表3的Z＝72、Q＝1、y＝9雙層繞組變極方案。
2、先在36槽獲取雙層繞組變極方案、再將它擴(kuò)展到72槽(相應(yīng)于Q＝2)
36槽變極方案應(yīng)按36槽的一半-18槽來設(shè)計，故仍如表1所示。將表1的18槽繞組繞圈左邊嵌放到36槽的18個奇數(shù)槽內(nèi)，線圈右邊嵌放到18個偶數(shù)槽內(nèi)，并取線圈跨距y＝5，就得到表4所示的36槽雙層繞組排列。再將表4的36槽雙層繞組擴(kuò)展到72槽就得到表5所示Z＝72、Q＝2 y＝10雙層繞組變極方案。
上述兩個72槽變極方案皆因緣于18槽變極方案的短距和分布。故存在的諧波也決定于后者。在18槽變極方案里4.8極系理想型混相繞組，只存在由槽數(shù)18所決定的齒諧波;6極的極相槽數(shù)為1，因三相輕微不對稱所致的相帶諧波甚微，故最強(qiáng)諧波也是齒諧波。表6給出了上述兩個變極方案三種極數(shù)相應(yīng)于18槽齒諧波次數(shù)的各次(限于ν′＜36)諧波分布系數(shù)kdν，及諧波磁勢與基波磁勢幅值之比Fν′(%)。表中數(shù)據(jù)都顯示出兩個變極方案具有高基波分布系數(shù)和低諧波含量的優(yōu)點(diǎn)。
兩個變極方案都可采用6Y/3△/6Y接法，有12根引出線。但只需6個接觸器(6極接成3△時需1個;4.8極都接成6Y時本各需3個，但因有三組線圈相屬相同，可共用1個，各再需2個就夠)-所需接觸器數(shù)量之少，在三速繞組中是沒有先例的。
兩個變極方案在上述接法時三種極數(shù)氣隙磁密比如下Q＝1 y＝9方案 Bδ4∶Bδ6∶Bδ8∶＝1.06∶1.00∶1.56Q＝2 y＝10方案 Bδ4∶Bδ6∶Bδ8∶＝1.03∶1.00∶1.63三種極數(shù)磁密都較接近，也是非混相變極繞組所難以達(dá)到的。
上例變極方案的優(yōu)點(diǎn)也普遍存在于其它大量采用混相變極方法變極的雙層繞組變極方案中。
權(quán)利要求
1.一種采用混相變極方法變極的繞組，線圈分成9組成18組，采用多路并聯(lián)接法，依靠適當(dāng)調(diào)節(jié)槽電流的兩個混相分量來消除環(huán)流，其特征在于繞組由同槽上下層線圈邊端部走向相同的雙層線圈構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求
1所述的混相變極雙層繞組。其特征在于變極方案應(yīng)按槽數(shù)的一半進(jìn)行設(shè)計，奇數(shù)槽嵌放全部線圈的左邊或右邊，偶數(shù)槽嵌放全部線圈的另一邊，線圈跨距必為奇數(shù)。
3.如權(quán)利要求
1所述的混相變極雙層繞組，該繞組系按混相變極方法匹配的類型V變極繞組設(shè)計原則，在低于本身槽數(shù)Q倍的基準(zhǔn)槽里得出雙層繞組變極方案后擴(kuò)展而成，其特征在于線圈跨距必為Q的奇數(shù)倍。
專利摘要
本發(fā)明對混相變極繞組作出了改進(jìn)。改進(jìn)的混相變極繞組由同槽兩層線圈邊端部走向相同的雙層線圈構(gòu)成，線圈左邊或右邊嵌放在奇數(shù)槽，另一邊嵌放在偶數(shù)槽。本雙層繞組繼續(xù)保留了原四層繞組基波分布系數(shù)高、諧波含量低，引出線少和換接設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn)，又避免了繞組槽利用率較低和工藝較復(fù)雜的弊端。與得自一種向?qū)俚脑p層繞組比較，則有自由選擇線圈跨距和接法來調(diào)節(jié)繞組性能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02K3/28GK87100577SQ87100577
公開日1987年11月4日 申請日期1987年1月19日
發(fā)明者鐘懦明 申請人:湖南大學(xué)邵陽分校導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan