[發明專利]防止變頻電機匝間擊穿的不等匝同心式繞組

在審

• 申請號: 202110328413.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112886744A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 曹改蘭;武澤永;李思思
• 申請（專利權）人: 山西電機制造有限公司
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28;H02K3/34
• 代理公司: 太原達引擎專利代理事務所(特殊普通合伙) 14120
• 代理人: 朱世婷

本發明為防止變頻電機匝間擊穿的不等匝同心式繞組，屬于電動機領域；提出一種防止匝間擊穿的同心式繞組；技術方案為：防止變頻電機匝間擊穿的不等匝同心式繞組，所述同心式繞組包括極相組、連接電源的進線端和連接電源的出線端；與進線端或出線端連接的極相組線圈匝數均為1；所述同心式繞組的極相組為偶數個，所述極相組有N個線圈，N個線圈按照線圈周長從小到大依次為首圈、第二線圈…第N?1線圈和末圈，相鄰且不交疊的兩個極相組末圈通過過線串聯的方式連接；所述首圈與進線端或出線端連接。

技術領域

本發明為防止變頻電機匝間擊穿的不等匝同心式繞組，屬于電動機領域，具體涉及電動機繞組。

背景技術

在交流變頻電機的推廣應用過程中，曾出現大批交流變頻調速電機絕緣早期損壞的情況，許多交流變頻電機運行的壽命只有1-2年，有的只有幾個星期，甚至在試運行中電機絕緣就出現損壞，而且通常發生在匝間絕緣。我國也有一些廠家通過采用防電暈電磁線來滿足變頻電機絕緣的特殊需要，但電機材料成本較高，無利潤空間。

隨著變頻器在工業控制領域內日益廣泛的應用，附有調速、節能優勢的變頻電機成為各行業選擇的主流，但在變頻條件下對變頻電機的絕緣結構也提出了更高的要求，必須加強改善電機對非正弦波電源的適應能力。國內對變頻電機端電壓進行了實際測量，過電壓幅值是方波脈沖電壓的1.7倍。因此絕緣結構中，尤其是繞組首末端的匝間絕緣更需要具備完善的防局部放電措施，具有良好的抗局部放電能力。

如圖2所示：對變頻電機端電壓進行實測表明，隨著脈沖上升沿時間變長，線圈電壓分布逐漸均勻，每個線圈上承擔的電壓幅值也逐漸降低，匝間電壓分布受脈沖上升沿時間影響，匝間最大電壓所在的位置并不固定，總體來看，第一匝和最后一匝承受的電壓要大于中間各匝，因此第一匝和最后一匝出現匝間擊穿現象較多。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種防止匝間擊穿的同心式繞組。

為實現上述技術目的，本發明采用一匝線圈的繞組來減少線圈中出現匝間擊穿的現象；具體技術方案為：

防止變頻電機匝間擊穿的不等匝同心式繞組，所述同心式繞組包括極相組、連接電源的進線端和連接電源的出線端；與進線端或出線端連接的極相組線圈匝數均為1。

所述同心式繞組的極相組為偶數個。

所述極相組有N個線圈，N個線圈按照線圈周長從小到大依次為首圈、第二線圈…第N-1線圈和末圈，相鄰且不交疊的兩個極相組末圈通過過線串聯的方式連接。

所述首圈與進線端或出線端連接。

所述首圈、第二線圈…第N-1線圈至末圈的線圈匝數依次遞增。

所述極相組的進線端和出線端上設置有絕緣套管。

所述同心式繞組的槽內設置有隔相絕緣紙。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

一、如圖2所示：變頻電機啟動瞬間，電壓幅值較大，與電源端直接連接的線圈承擔電壓幅值最大，導致匝間擊穿的情況發生概率較大。本發明極相組與進線端或者出線端連接的首圈匝數為一，可避免首圈出現匝間擊穿的情況。

二、本發明極相組為偶數個，可實現相鄰極相組末圈之間連接，極相組首圈與進線端和出線端連接，極相組首圈周長小，匝數為一，對電動機動力和性能影響小。

三、本發明極相組自首圈至末圈的匝數依次遞增，可平衡各線圈在啟動瞬間的電壓，防止出現某個線圈瞬間電壓幅值過高，降低匝間擊穿的概率，提高電動機壽命。

四、本發明令首圈和末圈匝數為一匝后，極相組的進線端和出線端上可避免在所屬的線圈中與其它匝發生匝間擊穿，無需采取措施達到加強首末匝與相鄰匝的絕緣可靠性，具有節約成本，提高生產效率的優點。

附圖說明