[發明專利]一種五相異步電動機不等匝繞組設計法

在審

• 申請號: 202111297308.3
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114006491A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 夏云彥;宋勃奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K3/00
• 分類號: H02K3/00;H02K3/28;H02K3/12;G06F30/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種五相異步電動機不等匝數繞組設計法，所述電機為五相電機，所述方法采用單元電機分析法，簡化了分析過程，提高了精確度。本發明從推導繞組系數入手，推導不等匝時的理論匝數比與實際匝數比，進而進行不等匝繞組與樣機原繞組氣隙磁密波形諧波分解圖及啟動電流倍數等性能比較，以上均被有效改善。本發明應用范圍較廣，可用于其它任意多相電機的不等匝繞組設計。

技術領域

本發明屬于五相電機繞組設計與研究領域，具體涉及一種五相電機的不等匝繞組設計法。

背景技術

感應電機具有結構簡單，運行可靠，維修方便等優點。五相電機消除了傳統三相電機內部的5、7次等有害次諧波磁動勢，因此可有效改善鐵心材料利用率，提高轉矩密度等。

繞組是電機的主要部件，電機依靠感應于繞組中的電勢和通過繞組中的電流來產生電磁轉矩。在電機的合成磁動勢中，一般均存在高次諧波磁勢，對異步電機的性能產生不利的影響。不等匝繞組的應用正是為了改善氣隙磁密波形，降低附加損耗的。因此，不等匝繞組一直是電機設計人員需要解決的問題。

發明內容

針對上述內容，以一臺15kW，1460r/min樣機為例，進行一臺五相異步電動機不等匝繞組設計。該繞組可以減小諧波次數，改善氣隙磁密波形，并改善啟動電流倍數等性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明公開了一種五相異步電動機的不等匝繞組設計法，所述電機為五相電機，所述方法包括以下步驟：

步驟1：采用單元機分析法對樣機進行簡化，并給出其中一相端部的不等匝連接方式；

步驟2：分析電機的諧波含量及推導繞組系數公式；

步驟3：根據繞組系數公式，找到諧波較少時的理論匝數比與實際匝數比；

步驟4：對實際匝數比進行諧波分析，并對比繞組改善前后氣隙磁密波形諧波含量及部分性能。

步驟1中，當五相所占槽號沿氣隙圓周的分布情況是周期性的，并且整個圓周的重復數為整數時，每個周期內的槽數構成一個單元電機。

令單元機的相目為t，t為的z和p的最大公約數，其中，z為槽數，p為極對數。因此，z＝tz₀，p＝tp₀，其中，z₀與p₀分別為單元電機的槽數和極對數。

令每極每相槽數q＝N/D，當D為奇數時，t＝P/D，p₀＝D；當D為偶數時，t＝2P/D，p₀＝D/2。

步驟2中，對q為整數的五相繞組而言，如果接成空間分布36°相帶繞組，則單元電機內存在的諧波含量為v₀＝1，9，11，19，…

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明提出的不等匝繞組設計方法，從推導繞組系數入手，選取匝數比，結果更精確。

2、本發明采用單元電機分析法，簡化了分析過程。

3、本發明提出的五相不等匝繞組設計方法應用范圍較廣，可類推于其它任意多相電機的不等匝繞組設計。

附圖說明

圖1是樣機繞組氣隙磁密波形諧波分解圖；

圖2-a，圖2-b，分別是E相不等匝繞組端部的連接圖及等效圖；

圖3是不等匝繞組氣隙磁密波形諧波分解圖。

具體實施方式

本發明提出一種五相異步電動機不等匝繞組設計法，下面結合附圖和實施例對本發明予以具體說明。

實施例：