CN102468729A - 五极起动节能型绕线电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明为五极起动节能型绕线电动机。涉及一种交流电动机，具体地是涉及一种8极绕线电动机。传统绕线电动机依靠转子上的滑环电刷及外设的频敏电阻(或水电阻)等进行起动；运行时上述器件的存在又使电机效率降低。本发明包括有两组出线头、两种不同接法的定子绕组和由双股并绕，匝数不等的线圈组成的转子绕组。其特征是定子绕组由三角形/三角形换相法连接。用于运行时定转子共同产生8极磁场，电机节能高效运行。用于起动时定转子交互作用产生同转向的4，6，8，10，12极磁动势，合成强大的五极起动转距，完全代替了传统绕线电动机上述器件的功能。去除上述器件，简化了转子结构，消除滑动触点带来的故障隐患；降低了制造成本，提高了该绕线电动机的效率，节约了能源。
Description
技术领域，本发明涉及一种绕线型交流电动机，具体地是涉及一种8极运行的五极起动节能型绕线电动机。
背景技术。
笼型电动机在起动时，电流大到额定电流的7倍以上，而起动转矩并不大，一般只有额定转矩的零点捌倍左右。显然不能满足重载起动的要求。为解决此问题，我们的前人发明了绕线型电动机。传统绕线型电动机虽能达到起动电流较小、起动转矩较大、满足重载起动的要求。但却要将转子轴，即传动轴的后端进行较大幅度的加长，并将该段轴中心挖个大圆孔。同时要在轴上打三个工艺难度较大的斜孔，作为转子绕组三相引出线联接滑环的通道。当然还需要在轴上增加用黄铜制作的高精度的滑环，购买电刷以及外设专门用于起动的电阻系统(频敏电阻或水电阻起动系统)。这使传统绕线型电动机比笼型电动机增加成本约15％--20％。传统绕线型电动机依靠在转子轴上的滑环电刷及外设的专门用于起动的频敏电阻(或水电阻)进行起动。但是，在运行时由于上述器件和设备的存在又使效率和功率因数大为降低，多用了不少电量。
发明内容
本发明就是针对传统绕线型电动机的上述不足，为了去掉传统绕线型电动机转子轴上的滑环电刷及外设的专门用于起动的电阻系统(频敏电阻或水电阻起动系统)；提高运行效率，节约能源，降低制造成本而发明的。
本发明提出一种新型定子绕组及绕组接法，使电动机起动和运行共用一套定子绕组，电动机具有节能高效、不需外加起动装置，结构简单、维护方便、可靠性高，可适用于易燃易爆多尘环境。
本发明的技术解决方案是：五极起动节能型绕线电动机包括一套有两组出线端的两种接法的定子绕组和由双股并绕，匝数不等的线圈组成的转子绕组。定子两组引出线头通过切换开关分别接入电源。
本发明技术解决方案中所述的一组三角形换相法接法的定子绕组用于电机起动；起动时定转子交互作用产生五个极的磁动势场，分别为同转向的4、6、8、10、12极磁动势场，合力形成很强的五极起动转距。三个引出线头为A起，B起，C起。该组的三个引出线头分别是A起，B起，C起。
定子绕组接线顺序为：
A起，引出线头：10槽头-69槽尾。A起相绕组接线顺序为：10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾，21槽头-1槽头，1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47槽尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾；
B起，引出线头：64槽头-7槽尾。B起相绕组接线顺序为：7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头，18槽尾-43槽头，43槽尾-44槽头，44槽尾-45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾；
C起，引出线头：70槽头-4槽头。C起相绕组接线顺序为：4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头，24槽尾-42槽尾，42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头； 槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头；
另一组引出线头A运，B运，C运，是定转子作用只产生8极磁动势场，用于8极运行的定子绕组，其接线顺序依次为：
A运：引出线头：21槽头-1槽头。A运相绕组接线顺序为：1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾，64槽头-7槽尾，7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头；
B运，引出线头：24槽尾-42槽尾。B运相绕组接线顺序为：42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头，69槽尾-10槽头，10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾；
C运，引出线头：18槽尾-43槽头。C运相绕组接线顺序为：43槽尾-44槽头，44槽尾-45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾，70槽头-4槽头，4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头；
由于定子绕组连接方法的特殊性，它和转子绕组交互作用产生五个极的磁动势场，分别为同转向的4、6、8、10、12极磁动势场，合成强大的五极起动转距，即五极起动。五极起动是利用基本极(8极)、二个低次极(4，6极)、二个高次极(10，12极)共五个极的磁动势场联合起动；从而达到提高起动转矩、使该型电机的转速一直达到8极的同步转速；从而消除起动半途可能发生的较大的切换电流和出现凹坑及爬行等问题，是重载起动的难题迎刃而解。引出线头为A起，B起，C起的这组出线头，分别是将A相、B相、C相各分为两部分，调整这两部分所占的槽数和槽号即可调整五极磁动势各自的强度及起动转距的大小；改变转子绕组两股所绕匝数的数值及导线截面积也可以调整起动转矩的大小。它完全代替了传统绕线型电动机的上述器件的功能。
另一组三角形接法的定子绕组和转子绕组互相作用后，只产生8极磁场强有力的磁动势，驱动该型电机机节能高效运行；同时具有较高的功率因数和远大于传统绕线型电动机的最大转距。本发明由于起动时定子绕组和转子绕组的独特接法，可使本转子绕组折算到定子边的电阻成数倍增大，使起动转矩大为增强，而起动电流则较小。正常运行时，转子绕组又恢复低电阻，提高了运行效率。这些线圈都采用等元件线圈，有利于设计和制造。这种起动方法采用全压全绕组起动，适用于高低压电动机。该型电动机起动和运行采用三相开关进行切换。
由于转子上去掉了滑环和电刷，取消了滑动磨擦触点以及为了起动而特设的电阻系统(即频敏电阻或水电阻)，既简化了转子结构，消除了故障隐患，又大大地提高了效率，节约了能源。本发明提出一种新型定子绕组接法，使电动机起动和运行共用一套定子绕组，电动机具有节能高效、不需外加起动装置，结构简单、维护方便、可靠性高，可适用于易燃易爆多尘环境。
附图说明
图1为五极起动节能型绕线电动机定子72槽绕组线圈接线图
图2为五极起动节能型绕线电动机定子72槽绕组线圈用于运行的接线图。
图3为五极起动节能型绕线电动机定子72槽绕组线圈用于起动的接线图。
具体实施方式，本发明定子槽数为72，在每一槽中均嵌有同样的等元件线圈。五极起动节能型绕线电动机定子绕组接线图见附图(1)。定子绕组是采用三角形/三角形换相法连接的三相绕组。两种三角形接法共用一套绕组。一套三角形连接的绕组用于电动机的起动，其接线图见附图(2)。一套三角形连接的绕组用于电机的运行，其接线图见附图(3)。三个出线头A起、B起、C起的三相定子绕组与转子绕组交互作用产生同转向的4、6、8、10、12极五个磁动势场。五极起动就是利用基本极(8极)、二个低次极(4、6极)、二个高次极(10、12极)共五个极的磁动势场合力起动，从而达到提高起动转矩、直接达到8极的同步转速(750转/分)，从而消除起动半途发生的很大的切换电流和出现凹坑及爬行等问题。该型电动机起动和运行采用三相开关进行切换。电动机起动时三个引出线头分别是A起，B起，C起。
定子绕组接线顺序为：
A起，引出线头：10槽头-69槽尾。A起相绕组接线顺序为：10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾，21槽头-1槽头，1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47槽尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾；
B起，引出线头：64槽头-7槽尾。B起相绕组接线顺序为：7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头，18槽尾-43槽头，43槽尾-44槽头，44槽尾-45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾；
C起，引出线头：70槽头-4槽头。C起相绕组接线顺序为：4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头，24槽尾-42槽尾，42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头；
另一组引出线头A运，B运，C运，是定转子作用只产生8极磁动势场，用于8极运行的定子绕组，其接线顺序依次为：
A运：引出线头：21槽头-1槽头。A运相绕组接线顺序为：1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾，64槽头-7槽尾，7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头；
B运，引出线头：24槽尾-42槽尾。B运相绕组接线顺序为：42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头，69槽尾-10槽头，10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾；
C运，引出线头：18槽尾-43槽头。C运相绕组接线顺序为：43槽尾-44槽头，44槽尾- 45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾，70槽头-4槽头，4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头；
起动三相绕组的引出线头A起、B起、C起和运行三相绕组的引出线头A运、B运、C运通过切换开关分别接通三相电源；转子绕组由双股并绕，匝数不等的线圈组成的转子绕组，沿转子圆周均匀分布，构成一个独立的电气闭合的绕组单元，电机起动时转子绕组可使转子绕组折算到定子边的电阻数倍增大，使起动转矩大为增强，而起动电流则较小。正常运行时，可使转子绕组又恢复低电阻，节约了能源又提高了运行效率。
Claims (2)
1.一种五极起动节能型绕线电动机，包括有两组出线头，一组为起动出线头，由A起、B起、C起组成。另一组为运行出线头，由A运、B运、C运组成。两种接法的定子绕组和由双股并绕，匝数不等的线圈组成的转子绕组。其特点是：定子绕组采用三角形/三角形换相法接法。一组三角形接法的定子绕组与转子绕组交互作用产生五个极磁动势场，分别为同转向的4、6、8、10、12极磁动势场，用于电机起动，即五极起动。五极起动是利用基本极(8极)、二个低次极(4、6极)、二个高次极(10、12极)共五个极的磁动势场联合起动，从而达到提高起动转矩、消除起动时可能发生的大切换电流和出现凹坑及爬行等问题；另一组三角形接法的定子绕组与转子绕组一起只产生8极基波的磁动势场，使电机节能高效运行。
2.根据权利要求1所说的一种五极起动节能型绕线电动机，其特点是：所说的与转子绕组交互作用产生五个极磁动势场，分别为同转向的4、6、8、10、12极磁动势场的定子绕组用于电机的起动。该绕组的三个引出线头分别是A起，B起，C起。
其定子绕组接线顺序为：
A起，引出线头：10槽头-69槽尾。A起相绕组接线顺序为：10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾，21槽头-1槽头，1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47槽尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾；
B起，引出线头：64槽头-7槽尾。B起相绕组接线顺序为：7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头，18槽尾-43槽头，43槽尾-44槽头，44槽尾-45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾；
C起，引出线头：70槽头-4槽头。C起相绕组接线顺序为：4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头，24槽尾-42槽尾，42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头；
另一组引出线头A运，B运，C运是定转子作用只产生8极磁动势场，用于8极运行的定子绕组，其接线顺序依次为：
A运：引出线头：21槽头-1槽头。A运相绕组接线顺序为：1槽尾-2槽头，2槽尾-3槽头，3槽尾-48槽尾，48槽头-47尾，47槽头-46槽尾，46槽头-37槽头，37槽尾-38槽头，38槽尾-39槽头，39槽尾-12槽尾，12槽头-19槽头，19槽尾-20槽头，20槽尾-30槽尾，30槽头-29槽尾，29槽头-28槽尾，28槽头-55槽头，55槽尾-56槽头，56槽尾-57槽头，57槽尾-66槽尾，66槽头-65槽尾，65槽头-64槽尾，64槽头-7槽尾，7槽头-8槽尾，8槽头-18槽头；
B运，引出线头：24槽尾-42槽尾。B运相绕组接线顺序为：42槽头-41槽尾，41槽头-40槽尾，40槽头-31槽头，31槽尾-32槽头，32槽尾-33槽头，33槽尾-23槽尾，23槽头-22槽尾，22槽头-13槽头，13槽尾-15槽头，15槽尾-6槽尾，6槽头-5槽尾，5槽头-49槽头，49槽尾-50槽头，50槽尾-51槽头，51槽尾-60槽尾，60槽头-59槽尾，59槽头-58槽尾，58槽头-67槽头，67槽尾-68槽头，68槽尾-69槽头，69槽尾-10槽头，10槽尾-11槽头，11槽尾-21槽尾；
C运，引出线头：18槽尾-43槽头。C运相绕组接线顺序为：43槽尾-44槽头，44槽尾-45槽头，45槽尾-36槽尾，36槽头-35槽尾，35槽头-34槽尾，34槽头-25槽头，25槽 尾-26槽头，26槽尾-27槽头，27槽尾-17槽尾，17槽头-16槽尾，16槽头-9槽头，9槽尾-54尾，54槽头-53槽尾，53槽头-52槽尾，52槽头-61槽头，61槽尾-62槽头，62槽尾-63槽头，63槽尾-72槽尾，72槽头-71槽尾，71槽头-70槽尾，70槽头-4槽头，4槽尾-14槽尾，14槽头-24槽头。
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2010
- 2010-11-02 CN CN2010105321941A patent/CN102468729A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120523 |