CN103023252B - 一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机绕组连接技术领域，涉及一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法；先将异步电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个绕组线圈通过反向串联方式组合连接成一个线圈组，再将每个线圈组的首末端分别引出连接线，然后把相邻的线圈组以每极每相槽数为单元通过顺向串联的方式连接成每相绕组，构成三相对称绕组，线圈出现故障时切除故障线圈所在的线圈组及其它两相相应位置的线圈组，将每相剩余的线圈组通过顺向串联的方式连接成三相对称绕组，实现异步电机绕组故障时的减额对称稳态运行；其设计原理科学可靠，连接方式简单灵便，适应范围广，操作方便，提高异步电机运行的稳定性和可靠性。

Description

一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法

技术领域:

本发明属于电机绕组连接技术领域，涉及一种通过改变电机定子绕组线圈连接方式使变频器供电鼠笼转子三相异步电机在定子绕组故障时可减额对称稳态运行的方法，特别是一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法。

背景技术：

目前普遍使用的三相鼠笼转子异步电机具有结构简单、运行可靠、维修方便等特点，在现代工业生产中应用非常广泛，但是现有的这些传统异步电机在定子绕组制作过程中，线圈之间的连接在定子内部完成，按相进行，线圈组连接成一相绕组后再引出两个端点，这样三相异步电机在接线板上通常只有六个接线端，一旦电机装配完毕，定子内部接线就不能再做改动，所以传统电机绕组发生故障时由于电机定子线圈连接方面的固化，不能继续稳态运行，必须立刻停机检查维修，这种灵活性的缺失限制了异步电机的应用范围；在以变频器供电的三相异步电机为驱动电机的飞机和舰船等推进系统中，当电机定子绕组线圈发生故障时，若能够立刻切除故障线圈组及其它两相相应位置的线圈组，就能使电机实现减额对称稳态运行，这就可以解决飞机和舰船等装置中的异步电机在定子绕组发生故障时不能立即停机的问题；在不改变电机定子绕组结构的情况下，仅仅改变定子线圈间的连接方式，使得变频器供电鼠笼转子异步电机既可以作为传统额定容量的三相异步电机对称稳态运行，又可以在电机定子绕组发生故障时实现减额对称稳态运行，该种异步电机容错性增强，提高了运行的灵活性与可靠性，应用范围扩大。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种新型的电机定子绕组连接方法，特别是一种异步电机出现定子绕组线圈故障时减额对称稳态运行的电机定子绕组连接方法。

为了实现上述目的，本发明涉及的异步电机为变频器供电三相鼠笼转子异步电机，在其定子绕组线圈发生故障时，实现减额对称稳态运行，定子绕组连接步骤是：异步电机转子和机座结构为传统的鼠笼转子异步电机相同结构，对双层结构的异步电机的定子绕组线圈的连接方式进行改进，先将异步电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个绕组线圈通过反向串联方式组合连接成一个线圈组，再将每个线圈组的首末端分别引出连接线，然后把相邻的线圈组以每极每相槽数为单元通过顺向串联的方式连接成每相绕组，构成三相对称绕组，线圈出现故障时切除故障线圈所在的线圈组及其它两相相应位置的线圈组，将每相剩余的线圈组通过顺向串联的方式连接成三相对称绕组，从而完成异步电机定子绕组线圈出现故障时的连接，用于实现异步电机绕组故障时的减额对称稳态运行。

本发明涉及的异步电机定子绕组故障时减额对称稳态运行的三相鼠笼转子异步电机定子槽数为Z₁，极对数为p，则定子每极每相槽数q=Z₁/(6p)，其中q为大于或等于2的整数，电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个线圈，采用反向串联方式先行连接组成一个线圈组，再将各线圈组首末端全部分别引出连接线，每相的线圈组数为q，三相绕组引出的端点数为6q；定子绕组通过相应连接方式使变频器供电三相鼠笼转子异步电机在绕组故障时能够立刻切除故障线圈组及其它两相相应位置线圈组，实现减额对称稳态运行，所减容量大小与故障线圈组的数量有关。

本发明与现有技术相比，其设计原理科学可靠，连接方式简单灵便，适应范围广，操作方便，可迅速解决异步电机在定子绕组故障情况下无法运行的问题，提高异步电机运行的稳定性和可靠性。

附图说明：

图1为本发明涉及的极对数为1、电机定子槽数为18、短距比为8/9的容量可变三相异步电机定子绕组连接结构原理示意图。

图2为本发明涉及的三相额定容量异步电机一相绕组连接结构原理示意图；其中A相绕组三个线圈从左至右分别为A¹，A²，A³。

图3为本发明涉及的A³线圈故障时三相异步电机一相绕组连接结构原理示意图。

图4为本发明涉及的A²，A³线圈故障时三相异步电机一相绕组连接结构原理示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本实施例涉及的异步电机为变频器供电三相鼠笼转子异步电机，在其定子绕组线圈发生故障时，实现减额对称稳态运行，定子绕组连接步骤是：异步电机转子和机座结构为传统的鼠笼转子异步电机相同结构，对双层结构的异步电机的定子绕组线圈的连接方式进行改进，先将异步电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个绕组线圈通过反向串联方式组合连接成一个线圈组，再将每个线圈组的首末端分别引出连接线，然后把相邻的线圈组以每极每相槽数为单元通过顺向串联的方式连接成每相绕组，构成三相对称绕组，线圈出现故障时切除故障线圈所在的线圈组及其它两相相应位置的线圈组，将每相剩余的线圈组通过顺向串联的方式连接成三相对称绕组，从而完成异步电机定子绕组线圈出现故障时的减额对称稳态运行的连接，用于实现异步电机绕组故障时的减额对称稳态运行。

实施例1：

本实施例为一台极对数p为1、定子槽数Z₁为18、短距比β为8/9的三相鼠笼转子异步电机；定子每极每相槽数q，电机定子绕组连接成三个容量等级的三相异步电机；槽距角为α，线圈节距为y₁，其定子18个槽中线圈上层边用1、2、3、…18表示，下层边用1′、2′、3′、…18′表示；线圈边1与9′、2与10′、…8与16′、9与17′、10与18′、11与1′、…18与8′组成了18个定子短距线圈；把一个极下的线圈1-9′与另一个极下相同位置的线圈10-18′反向串联组成一个线圈组，线圈组的两端1与10引出连接线，用同样的方法可以连接成其它8个线圈组并引出各线圈组的两端，这样定子绕组共有9个线圈组及18个端点，如图1所示；本实施例与传统三相异步电机定子绕组只有6个出线端不同，所发明的绕组故障情况下可减额对称稳态运行的三相异步电机定子绕组共有18个出线端。

本实施例中q的值为3表示每三个线圈组即为一相绕组，即2与10相连接、3与11相连接，则1与12构成A相绕组的两端A与X;5与13相连接、6与14相连接，则4与15构成B相绕组的两端；8与16相连接、9与17相连接，则7与18构成C相绕组的两端，完成电机定子的三相绕组连接，其中A相绕组连接图见图2，同理可画出B、C相绕组接线图；按照上述接线方式即可将该电机接成正常情况下的三相异步电机；当A³线圈故障时三相异步电机定子绕组连接方法为：切除故障线圈组A³及其它两相相应位置线圈组，每一相的三个线圈组中切除一个线圈组，三相绕组相当于切除三个对称线圈组，即10与2相连接，则1与11构成A相绕组的两端A与X；13与5相连接，则4与14构成B相绕组的两端；16与8相连接，则7与17构成C相绕组的两端，完成电机定子的三相绕组连接，其中A相绕组连接图见图3，同理可画出B、C相绕组接线图，按照上述接线方式即可将该电机接成A³线圈故障时对称稳态运行的三相异步电机；当A²，A³线圈都发生故障时三相异步电机定子绕组连接方法为：切除故障线圈组A²，A³及其它两相相应位置线圈组，每一相的三个线圈组中切除两个线圈组，三相绕组相当于切除六个对称线圈组，即1与10构成A相绕组的两端A与X，4与13构成B相绕组的两端，7与16构成C相绕组的两端，完成电机定子的三相绕组连接，其中A相绕组连接图见图4，同理可画出B、C相绕组接线图；按照上述接线方式即可将该电机接成A²，A³线圈故障时对称稳态运行的三相异步电机。

本实施例未作详细描述的内容应属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法，其特征在于涉及的异步电机为变频器供电三相鼠笼转子异步电机，在其定子绕组线圈发生故障时，实现减额对称稳态运行，定子绕组连接步骤是：异步电机转子和机座结构采用鼠笼转子异步电机的转子和机座结构，对双层结构的异步电机的定子绕组线圈采用以下连接方式，先将异步电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个绕组线圈通过反向串联方式组合连接成一个线圈组，再将每个线圈组的首末端分别引出连接线，然后把相邻的线圈组以每极每相槽数为单元通过顺向串联的方式连接成每相绕组，构成三相对称绕组，线圈出现故障时切除故障线圈所在的线圈组及其它两相相应位置的线圈组，将每相剩余的线圈组通过顺向串联的方式连接成三相对称绕组，从而完成异步电机定子绕组线圈出现故障时的连接，用于实现异步电机绕组故障时的减额对称稳态运行。

2.根据权利要求1所述的异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法，其特征在于涉及的异步电机定子绕组故障时减额对称稳态运行的三相鼠笼转子异步电机定子槽数为Z₁，极对数为p，则定子每极每相槽数q＝Z₁/(6p)，其中q为大于或等于2的整数，电机定子不同极下位于相同空间位置的各一个线圈，采用反向串联方式先行连接组成一个线圈组，再将各线圈组首末端全部分别引出连接线，每相的线圈组数为q，三相绕组引出的端点数为6q；定子绕组通过所述的连接方式使变频器供电三相鼠笼转子异步电机在绕组故障时能够立刻切除故障线圈组及其它两相相应位置线圈组，实现减额对称稳态运行。