[發明專利]相數可變式異步電動機定子繞組連接方法

無效

• 申請號: 201110076008.2
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN102158029A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 吳新振;李嘉;楊樂梅;傅樂
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H02K17/16
• 分類號: H02K17/16;H02K3/28
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于異步電動機結構設計技術領域，涉及一種通過改變定子繞組線圈連接方式使相數發生變化的鼠籠轉子異步電動機定子繞組連接方法。

背景技術：

在目前的各種電動機中，鼠籠轉子異步電動機具有結構簡單、運行可靠、維修方便等特點，在現代工業生產中應用非常廣泛。由于傳統的交流電源為對稱的三相交流電源，相應的異步電動機相數為三相。電機相數固定不變源于電機定子繞組的設計理念和連接方式，相數固定異步電動機在定子繞組制作過程中，線圈之間的連接在定子內部完成，一旦電機裝配完畢，定子內部接線就不能再做改動。異步電動機定子繞組連接實際上按相進行，線圈組連接成一相繞組后再引出兩個端點，這樣三相異步電動機在接線板上通常只有6個接線端。雖然6個接線端可以使三相繞組連為Y接與Δ接，但電機的相數不能改變。由于相數固定的異步電動機只能在三相電源供電時運行，體現不了多相異步電動機運行時的優點，無法做到一機多用，這種缺乏相數改變靈活性的異步電動機也限制了異步電動機的運行范圍。隨著電力電子技術和控制技術的發展，逆變器供電異步電動機擺脫了三相恒頻恒壓電網供電的束縛，不僅可以實現變頻調速功能，也能達到變相運行目的。歸結起來，現有的電動機盡管其結構簡單，但電動機的相數不易改變，適應范圍小，使用靈活度小，難以滿足飛速發展的電力工業需求。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種新型結構和定子線圈連接方式多變的相數可變式異步電動機，在不改變定子繞組結構的情況下，通過改動變子線圈間的連接方式，同一臺異步電動機通過相應的逆變器供電而形成三相異步電動機運行狀態，或二相、四相、六相、十二相的異步電動機運行狀態，當異步電動機相數增加時，多相運行時優點明顯，在電動機總容量一定的情況下，多相運行時各個單相容量減小，降低對逆變器單相電路中功率器件的要求；多相結構的容錯性增強使電動機短時間缺相運行成為可能，提高電動機運行的可靠性；電機相數增加后使得轉子諧波電流含量減小，提高電機運行效率；空間磁勢的消除使多相異步電動機電磁轉矩脈動分量頻率增加、幅值減小，且降低轉子繞組的損耗，改善電動機的運行性能。

為了實現上述發明目的，本發明涉及的相數可變式鼠籠轉子異步電動機的轉子和機座結構與傳統鼠籠轉子異步電動機相同，定子繞組線圈采用不同的連接方式，形成由同一套繞組連接成多種相數的異步電動機結構，實現異步電動機相數可變和一機多用；相數可變式異步電動機的定子槽數Z₁為不大于200的正整數，極對數p為不大于10的正整數，Z₁與p的關系還使得定子每極槽數n＝Z₁/(2p)為正整合數；因為定子繞組為雙層繞組，所以每極下的線圈數與定子每極槽數相等，也為n；取定子不同極下位于相同空間位置的各一個線圈，采用反向或順向、串聯或并聯方式先行連接組成一個線圈組，組成的線圈組數為n，引出的端點數為2n；n為一合數，m為合數n除1之外的正整約數，定子繞組通過相應連接方式使異步電動機成為m相電機；m為不同的正整數值且可變，即構成相數可變式異步電動機；該電動機采用三相恒頻恒壓電源或逆變器電源供電。

本發明與現有技術相比，其構成的電機相數變化靈活，輸出功率穩定可調，適用于多種電源型式，可有效地改變現有電動機的運行性能，降低能源消耗。

附圖說明：

圖1為1對極24槽5/6短距比的相數可變異步電動機定子繞組。

圖2為十二相異步電動機定子各相空間位置圖。

圖3為十二相異步電動機一相繞組連接圖。

圖4為六相異步電動機定子各相空間位置圖。

圖5為六相異步電動機一相繞組連接圖。

圖6為四相異步電動機定子各相空間位置圖。

圖7為四相異步電動機一相繞組連接圖。

圖8為三相異步電動機定子各相空間位置圖。

圖9為三相異步電動機一相繞組連接圖。

圖10為二相異步電動機定子各相空間位置圖。

圖11為二相異步電動機一相繞組連接圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。