CN103746515B - 三相电机绕组的串并联转换装置及三相电机设备 - Google Patents

Abstract

一种三相电机绕组的串并联转换装置，包括连接器以及用于与该连接器配对接合的接合件，所述连接器设有多个与三相电机的绕组线圈的每个端点分别电连接的接线柱，所述接合件设有多个用于与多个所述接线柱配对接合的接线端子，所述多个接线端子间设有使该多个接线端子形成两两电连接的连接导体，所述接合件与所述连接器根据相应标识接合可使所述三相电机的同相绕组线圈形成串联或并联连接。能轻松实现电机在高低两种电压下运行，电机接线结构简单，而且能够解决电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格导致成本增加，或使用单台接线复杂容易接线错误导致电机烧毁的问题。

Description

三相电机绕组的串并联转换装置及三相电机设备

技术领域

本发明属于电机设备领域，尤其涉及一种三相电机绕组的串并联转换装置及三相电机设备。

背景技术

传统的三相电机要实现在不同电压下运行，一种方法是用两台不同绕组的电机来实现，高电压时用一台电机，低电压时用另一台电机；另一种方法是用一台电机，该电机内部绕组每组绕组引出抽头，使用者根据电路图通过手工接线以实现可以分别接高低两种电压运行。

然而，电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格，会导致成本增加；用一台电机，使用者根据电路图接线以实现在两种电压下运行，会有接线复杂和因接线错误导致电机烧毁的风险，而且接好线后如果没有明显标识很难区分此电机是用在高电压下还是低电压下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过盖板组件按要求插入实现电机可以分别接高低两种电压运行的三相电机绕组的串并联转换装置，旨在解决电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格，或使用单台接线复杂容易接线错误导致电机烧毁的问题。

本发明是这样实现的，一种三相电机绕组的串并联转换装置，用于三相星形连接电机，包括连接器以及用于与该连接器配对接合的接合件，所述连接器设有多个与三相电机的绕组线圈的每个端点分别电连接的接线柱，所述接合件设有多个用于与多个所述接线柱配对接合的接线端子，所述多个接线端子间设有使该多个接线端子形成两两电连接的连接导体，所述接合件与所述连接器根据相应标识接合可使所述三相电机的同相绕组线圈在高压时形成串联连接、在低压时形成并联连接。

上述三相电机绕组的串并联转换装置通过将电机的绕组线圈的每个端点都连接到连接器的各个接线柱，并设置与连接器配对接合的接合件，接合件根据标识插入连接器不同位置使得接线端子与接线柱相应接合以实现同相绕组线圈形成串联或并联连接，即能可靠地实现电机在高低两种电压下转换，且该装置接线结构简单，解决了电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格，或使用单台容易接线错误导致电机烧毁的问题。

本发明的另一目的在于提供一种三相电机设备，包括设置有绕组线圈的定子、连接于所述定子与三相交流电源之间的接线板，还包括上述的三相电机绕组的串并联转换装置，该三相电机绕组的串并联转换装置与所述绕组线圈以及接线板电连接。

上述三相电机设备通过设置三相电机绕组的串并联转换装置，可以可靠地实现电机在高低两种电压下转换并运行，避免了电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格，会导致成本增加的问题；以及，用一台电机，使用者根据电路图接线以实现在两种电压下运行，会有接线复杂和因接线错误导致电机烧毁的风险，而且接好线后如果没有明显标识很难区分此电机是用在高电压下还是低电压下的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的三相电机绕组的串并联转换装置的电路结构图；

图2（A）是本发明实施例提供的同相绕组串联时连接器与接合件的接合状态示意图；

图2（B）是本发明实施例提供的同相绕组串联时连接器上的接线柱的连接状态示意图；

图2（C）是本发明实施例提供的同相绕组串联时的绕组电路原理图；

图3（A）是本发明实施例提供的同相绕组并联时连接器与接合件的接合状态示意图；

图3（B）是本发明实施例提供的同相绕组并联时连接器上的接线柱的连接状态示意图；

图3（C）是本发明实施例提供的同相绕组并联时的绕组电路原理图；

图4（A）是本发明第一实施例提供的连接器的结构示意图；

图4（B）是与图4（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图；

图5（A）是本发明第二实施例提供的连接器的结构示意图；

图5（B）是与图5（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图；

图6（A）是本发明第三实施例提供的连接器的结构示意图；

图6（B）是与图6（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图；

图7（A）是本发明第四实施例提供的连接器的结构示意图；

图7（B）是与图7（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图；

图8（A）是本发明第五实施例提供的连接器的结构示意图；

图8（B）是与图8（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图；

图9（A）是本发明实施例提供的同相绕组串联时的绕组电路原理图；

图9（B）是本发明实施例提供的同相绕组并联时的绕组电路原理图；

图10（A）是本发明实施例提供的连接器的结构示意图；

图10（B）是与图10（A）示出的连接器匹配的接合件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，作为一实施例，一种适用于星形连接的三相电机绕组的串并联转换装置100，包括连接器110和接合件120，该接合件120与连接器110可以配对接合，可以是卡合或盖合。

接合件120可以用于与连接器110配对接合以实现电机的绕组线圈200中的同相绕组线圈的串联或并联连接，连接器110设有多个与三相电机的绕组线圈200的每个端点分别电连接的接线柱111，同时，接合件120设有多个用于与多个接线柱111配对接合的接线端子121，多个接线端子121间设有使该多个接线端子121形成两两电连接的连接导体122，接合件120与连接器110根据相应标识接合可使三相电机的同相绕组线圈在高压时形成串联连接、在低压时形成并联连接。

本实施例中，请参考图2（A）和图3（A），上述标识标记于连接器110和接线板300（或接合件120）的外表面，图2（A）示出的是接合件120上的标识VOLTS与连接器110（或接线板300）上的标识HI相对，表示三相电机的同相绕组线圈处在串联状态（参考图2（C）），即可以接入高电压的情况；而图3（A）示出的是接合件120上的标识VOLTS与连接器110（或接线板300）上的标识LO相对时，表示三相电机的同相绕组线圈处在并联状态（参考图3（C）），即可以接入相对低电压的情况。

本实施例中，参见图4至6，接线柱111可以是凹状柱体，相应地，接线端子121则为与接线柱111匹配的、可接合的凸状柱体；在其他的实施例中，接线柱111可以是凸状柱体，相应地，接线端子121则为与接线柱111匹配的、可接合的凹状柱体。

在进一步的实施例中，接合件120为与连接器110的匹配的盖板，那么该盖板上的接线端子121设置于盖板的内侧。在另一个实施方式中，接合件120还可以是以设有多个可以将连接器110上的接线柱111按照设计需要分别电连接起来的两个闸刀开关实现，当然还可以是以一个具有两个档位的闸刀开关实现，而所设计的闸刀开关需配设有防接错的标识，或者固定在连接器110或其他部件上使其只具有满足设计需要的运动行径。

结合图4至8，在进一步的实施例，三相电机绕组的串并联转换装置100还包括有防接错组件，接合件120与连接器110在根据该防接错组件配对接合后才实现接合，该防接错组件包括相互匹配的第一防接错槽（113或127）和第一防接错键（123或117）。

具体地，连接器110和接合件120中的其中一个设有至少两个第一防接错槽（113或127），另一个设有与第一防接错槽（113或127）配对设置的第一防接错键（123或117）。第一防接错键（123或117）可与至少两个第一防接错槽（113或127）择一配对接合，接合件120与连接器110根据第一防接错槽（113或127）与第一防接错键（123或117）配对接合后而接合。

在实施例一至四中，参见图4至7，连接器110上设有两个第一防接错槽113，而接合件120上则设置着与第一防接错槽113配对的一个第一防接错键123，第一防接错键123可与两个第一防接错槽113择一接合。本实施例中，第一防接错槽113为凹状结构，而第一防接错键123为与凹状结构的第一防接错槽113相互匹配的凸状结构。那么连接导体122可以选择以裸露的方式设置在接线端子121上靠近顶部位置，或者以隐藏或半隐藏的方式设置在接线端子121上靠近底部位置。需要说明的是，图4、图5、图6、图7分别示出了连接器110上的两个第一防接错槽113、接合件120上的第一防接错键123分别设置于不同位置的不同实施例。

进一步地，第一防接错槽113为围设于接线柱111的凹状结构，而第一防接错键123为与凹状结构的第一防接错槽113相互匹配且围设与于接线端子121的凸状结构。

进一步地，第一防接错槽113为围设于接线端子121的凹状结构，而第一防接错键123为与凹状结构的第一防接错槽113相互匹配且围设于接线柱111的凸状结构。

在第五实施例中，参见图8，连接器110上设有一个第一防接错键117，而接合件120上则设置着配对的两个第一防接错槽127，该第一防接错槽127和第一防接错键117为独立于接线柱111和接线端子121的结构，或者是直接在设置在接线柱111和接线端子121上（图未示）。而实际上，第一防接错键117比第一防错槽127少1个即能保证有两个位置可以插入结合。

本实施例中，第一防接错键117为凹状结构，第一防错槽127是与第一防接错键117相互匹配的凸状结构。在另一个实施例中，连接器110上设有两个第一防接错槽127，而接合件120上则设置着配对的一个第一防接错键117。

可以理解的是，上述的第一防接错槽（113或127）和第一防接错键（123或117）所设置的位置并不限定于图4至8所示出的相应位置，操作人员可以根据实际情况改变两者的位置。而在三相电机改变接入电压时，操作人员在需要将第一防接错槽（113或127）和第一防接错键（123或117）对应接合后，才能在将接合件120接合到连接器110以改变三相电机的同相绕组线圈的连接方式，可以是从图2（C）所示的串联连接变换为图3（C）所示的并联连接，或反之。如此，即能很好地避免了三相电机在高低压转换时，其同相绕组线圈的连接方式时容易接线错误而导致电机烧毁的问题。

在进一步的实施例中，请再参见图4至7，多个接线柱111包括第一记号柱a，第一记号柱a为第一防接错槽（113或127）；多个接线端子121包括与第一记号槽配对设置的第一记号端子b，第一记号端子b为第一防接错键（123或117）。本实施例中，第一记号柱a为两个，第一记号端子为一个。如此，直接将第一防接错组件于设置接线柱111和接线端子121时，一并将第一记号柱a和第一记号端子b分别设置成第一防接错槽（113或127）和第一防接错键（123或117）的形状，同样很好地避免了三相电机在高低电压转换过程中，同相绕组线圈的连接方式时容易接线错误而导致电机烧毁的问题，并且可以省略另外开设第一防接错槽（113或127）和第一防接错键（123或117）的加工成本。

请再参见图4至7，进一步地，在一个实施例中，连接器110和接合件120中的其中一个设有第二防接错槽115，另一个设有与第二防接错槽115配对设置的第二防接错键125；接合件120与连接器110根据第二防接错槽115与第二防接错键125配对接合后而接合。图4至7示出了连接器110设有第二防接错槽115，接合件120设有第二防接错键125的情况。在三相电机改变接入电压时，操作人员在需要将第二防接错槽115和第二防接错键125对应接合后，才能在将接合件120接合到连接器110以改变三相电机的同相绕组线圈的连接方式，可以是从图2（C）所示的串联连接变换为图3（C）所示的并联连接，或反之。如此，即能很好地避免了三相电机在转换电压时，其同相绕组线圈的连接方式时容易接线错误而导致电机烧毁的问题。进一步地，连接器110上还设有第三防接错槽116。

在进一步的实施例中，多个接线柱111包括第二记号柱c，第二记号柱c为第二防接错槽115，多个接线端子121包括与第二记号柱c配对设置的第二记号端子d，第二记号端子d为第二防接错键125。如此，直接将防接错组件于接线柱111和接线端子121设置时，一并将第二记号柱c和第二记号端子d分别设置成第二防接错槽115和第二防接错键125的形状，同样很好地避免了三相电机在转换电压时，其同相绕组线圈的连接方式时容易接线错误而导致电机烧毁的问题，并且可以省略另外开设第二防接错槽115和第二防接错键125的加工成本。

在一个实施例中，接线柱111和接线端子121相对应地呈矩阵排列。参照图2（C）、3（C）的示例，每相绕组共有两个线圈，形成连接到接线柱111的四个端点，那么绕组线圈200共有12个端点连接到连接器110的接线柱111，该12个接线柱111呈3*4的矩阵排布于连接器110的表面上。

在一个实施例中，结合图9（A）、9（B）、10（A）和10（B）。三相绕组的包括第一U相绕组线圈201、第二U相绕组线圈202、第一V相绕组线圈203、第二V相绕组线圈204、第一W相绕组线圈205以及第二W相绕组线圈206。

第一U相绕组线圈201、第一V相绕组线圈203、第一W相绕组线圈205的第一端点分别与三相交流电源的U相输入端（图1示出的1’）、V相输入端（图1示出的2’）、W相输入端（图1示出的3’）连接，并与多个接线柱111中的三个呈直线排布的第一组接线柱111A分别连接；第一U相绕组线圈201、第一V相绕组线圈203、第一W相绕组线圈205的第二端点分别与多个接线柱111中的三个呈直线排布的第二组接线柱111B连接。

第二U相绕组线圈202、第二V相绕组线圈204、第二W相绕组线圈206的第一端点分别与多个接线柱111中的三个呈直线排布的第三组接线柱111C连接；第二U相绕组线圈202、第二V相绕组线圈204、第二W相绕组线圈206的第二端点连接至三相绕组的中性点，本实施例中，三相电机是通过温度保护器400形成中性点的，那么第二U相绕组线圈202、第二V相绕组线圈204、第二W相绕组线圈206的第二端是与温度保护器中的P1、P2、P3端子连接的。

第一组接线柱111A、第三组接线柱111C、第二组接线柱111B、第四组接线柱111D顺次平行排列呈矩阵。

多个接线端子121包括分别与第一组接线柱111A、第三组接线柱111C、第二组接线柱111B、第四组接线柱111D对应设置顺次平行排列呈矩阵的第一组接线端子121A、第二组接线端子121B、第三组接线端子121C、第四组接线端子121D，第一组接线端子121A和第二组接线端子121B相对的接线端子121利用连接导体122电连接，第三组接线端子121C和第四组接线端子121D相对的接线端子121利用连接导体122电连接。

在一个实施例中，接合件120为与连接器110的匹配的盖板，接线端子121设置于盖板的内侧，标识标记于接合件120和盖板的外表面。

上述三相电机绕组的串并联转换装置100通过将电机的绕组线圈200的每个端点都连接到连接器110的各个接线柱111，并设置与连接器110配对接合的接合件120，接合件120根据标识插入连接器110不同位置使得接线端子121与接线柱111相应接合以实现同相绕组线圈形成串联或并联连接，即能可靠地实现电机在高低两种电压下转换，且该装置100接线结构简单，解决了电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格导致成本增加，或使用单台容易接线错误导致电机烧毁的问题。

参见图1，一种三相电机设备，包括设置有绕组线圈200的定子20、连接于定子20与三相交流电源之间的接线板300，以及上述的三相电机绕组的串并联转换装置100，该三相电机绕组的串并联转换装置100与绕组线圈200以及接线板300电连接。

在一个实施例中，三相电机设备，还包括与绕组线圈200连接的温度保护器400，温度保护器400使绕组线圈形成中性点；接线板300开设有凹槽302，三相电机绕组的串并联转换装置100的连接器110卡接于凹槽302。

上述三相电机设备通过设置三相电机绕组的串并联转换装置100，可以可靠地实现电机在高低两种电压下转换并运行，避免了电机在不同电压下运行需要增加电机的绕组规格，会导致成本增加的问题；以及，用一台电机，使用者根据电路图接线以实现在两种电压下运行，会有接线复杂和因接线错误导致电机烧毁的风险，而且接好线后如果没有明显标识很难区分此电机是用在高电压下还是低电压下的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三相电机绕组的串并联转换装置，用于三相星形连接电机，其特征在于，包括连接器以及用于与该连接器配对接合的接合件，所述连接器设有多个与三相电机的绕组线圈的每个端点分别电连接的接线柱，所述接合件设有多个用于与多个所述接线柱配对接合的接线端子，所述多个接线端子间设有使该多个接线端子形成两两电连接的连接导体，所述接合件与所述连接器根据相应标识接合可使所述三相电机的同相绕组线圈在高压时形成串联连接、在低压时形成并联连接；

所述连接器和所述接合件中的其中一个设有至少两个第一防接错槽，另一个设有与所述第一防接错槽配对设置的第一防接错键，所述第一防接错键可与至少两个所述第一防接错槽择一配对接合，所述接合件与所述连接器根据所述第一防接错槽与所述第一防接错键配对接合后而接合。

2.如权利要求1所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述多个接线柱包括第一记号柱，所述第一记号柱为所述第一防接错槽；所述多个接线端子包括与所述第一记号柱配对设置的第一记号端子，所述第一记号端子为第一防接错键。

3.如权利要求1或2所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述连接器和所述接合件中的其中一个设有第二防接错槽，另一个设有与所述第二防接错槽配对设置的第二防接错键；

所述接合件与所述连接器根据所述第二防接错槽与所述第二防接错键配对接合后而接合。

4.如权利要求3所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述多个接线柱包括第二记号柱，所述第二记号柱为所述第二防接错槽，所述多个接线端子包括与所述第二记号柱配对设置的第二记号端子，所述第二记号端子为第二防接错键。

5.如权利要求1或2所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述接线柱和所述接线端子相对应地呈矩阵排列。

6.如权利要求5所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述绕组线圈的包括第一U相绕组线圈、第二U相绕组线圈、第一V相绕组线圈、第二V相绕组线圈、第一W相绕组线圈以及第二W相绕组线圈；

所述第一U相绕组线圈、第一V相绕组线圈、第一W相绕组线圈的第一端点分别与三相交流电源的U相输入端、V相输入端、W相输入端连接，并与多个所述接线柱中的三个呈直线排布的第一组接线柱分别连接；所述第一U相绕组线圈、第一V相绕组线圈、第一W相绕组线圈的第二端点分别与多个所述接线柱中的三个呈直线排布的第二组接线柱连接；

所述第二U相绕组线圈、第二V相绕组线圈、第二W相绕组线圈的第一端点分别与多个所述接线柱中的三个呈直线排布的第三组接线柱连接；所述第二U相绕组线圈、第二V相绕组线圈、第二W相绕组线圈的第二端点连接至三相绕组的中性点；

所述第一组接线柱、第三组接线柱、第二组接线柱、第四组接线柱顺次平行排列呈矩阵；

所述多个接线端子包括分别与所述第一组接线柱、第三组接线柱、第二组接线柱、第四组接线柱对应设置顺次平行排列呈矩阵的第一组接线端子、第二组接线端子、第三组接线端子、第四组接线端子，所述第一组接线端子和第二组接线端子相对的所述接线端子利用连接导体电连接，所述第三组接线端子和第四组接线端子相对的所述接线端子利用所述连接导体电连接。

7.如权利要求1所述的三相电机绕组的串并联转换装置，其特征在于，所述接合件为与所述连接器匹配的盖板，所述接线端子设置于所述盖板的内侧，所述标识标记于所述连接器和接合件的外表面。

8.一种三相电机设备，包括设置有绕组线圈的定子、连接于所述定子与三相交流电源之间的接线板，其特征在于，还包括权利要求1至7任一项所述的三相电机绕组的串并联转换装置，该三相电机绕组的串并联转换装置与所述绕组线圈以及接线板电连接。

9.如权利要求8所述的三相电机设备，其特征在于，还包括与所述绕组线圈连接的温度保护器，所述温度保护器使所述绕组线圈形成中性点；

所述接线板开设有凹槽，所述三相电机绕组的串并联转换装置的连接器卡接于所述凹槽。