CN106787336A - 三相36槽4极超高效电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三相36槽4极超高效电机，每相包括两个大线圈和四个小线圈；所述两个大线圈和四个小线圈呈单层排列，并依次按小—大—小排放在定子槽中，其中，每相的两个大线圈和四个小线圈中具有线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ；所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ的跨距依次为：(1～9)、(2～11)、(10～18)，平均跨距大于等于8.33。本发明采用角星混合连接绕组布线技术，绕组跨距(1～9,2～11,10～18)，平均跨距大于等于8.33，具有更高的平均线包跨距和绕组系数Kdp，使得相比常规的单层交叉式而言，使得该种绕组结构对降低铜耗、谐波附加损耗，提高电机效率、降低噪声及振动方面具有显著效果。

Description

三相36槽4极超高效电机
技术领域
本发明涉及变压器制造领域，特别涉及三相36槽4极超高效电机。
背景技术
高效电机从设计、材料和工艺上采取措施，例如采用合理的定、转子槽数、风扇参数和正弦绕组等措施，降低损耗，效率可提高2％——8％，平均提高4％。2002年，中国电动机总容量约400GW，其中近80％为中小型，年用电量660TW·h。中小型电动机平均效率87％，国际先进水平为92％.中国中小型电动机节电潜力约为12TW·h。
从节约能源、保护环境出发，高效率电动机是现今国际发展趋势，美国、加拿大、欧洲相继颁布了有关法规。欧洲根据电动机的运行时间，制定的CEMEP标准将效率分为eff1(最高)、eff2、eff3(最低)三个等级，从2003-2006年间分步实施。最新出台的IEC 60034-30标准将电机效率分为IE1(对应eff2)、IE2(对应eff1)、IE3、IE4(最高)四个等级。我国承诺从2011年7月1日起执行IE2及以上标准。
目前，随着超高效电机在市场的逐步推广，具有较高的效率、较低的噪声及振动已成为超高效电机的明显优势，是生产厂家提升市场竞争力的关键所在。常规H132以下36槽4极电机线圈，一般采用3圈单层交叉式，绕组跨距(1～9，2～10，11～18)，平均线包跨距为7.67，绕组系数Kdp为0.9598，其用铜量较高，杂散损耗较大，电机效率较低。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种三相36槽4极超高效电机，使得现有的36槽4极的超高效电机用铜量较高，杂散损耗较大，电机效率较低的缺陷得以解决。
为解决上述问题，本发明公开一种三相36槽4极超高效电机，每相包括两个大线圈和四个小线圈；所述两个大线圈和四个小线圈呈单层排列，并依次按小—大—小排放在定子槽中，其中，每相的两个大线圈和四个小线圈中具有线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ；所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ的跨距依次为：(1～9)、(2～11)、(10～18)，平均跨距大于等于8.33。本发明采用角星混合连接绕组布线技术，绕组跨距(1～9,2～11,10～18)，平均跨距大于等于8.33，具有更高的平均线包跨距和绕组系数Kdp，使得相比常规的单层交叉式而言，使得该种绕组结构对降低铜耗、谐波附加损耗，提高电机效率、降低噪声及振动方面具有显著效果。
可选的，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY匝数不相等，线圈Ⅰ△、Ⅲ△匝数相等；线圈Ⅰ△、Ⅲ△的匝数约为线圈ⅡY匝数的√3倍。
可选的，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ △匝数不相等，线圈ⅠY、ⅢY匝数相等。线圈ⅠY、ⅢY的匝数约为线圈Ⅱ△匝数的√3倍。设置上述结构进一步提高了平均线包跨距和绕组系数Kdp。
可选的，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY线径规格不同，线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径规格相同；线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径为线圈ⅡY线径的1/2～4/5。
可选的，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ △线径规格不同，线圈ⅠY、ⅢY线径规格相同；线圈ⅠY、ⅢY线径为线圈Ⅱ△线径的1/2～4/5。设置上述结构进一步提高了平均线包跨距和绕组系数Kdp。
可选的，所述线圈Ⅰ与线圈Ⅱ圆周不等，线圈Ⅰ与线圈Ⅲ圆周相等。
可选的，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ跨距分别为8、9、8。
可选的，所述每任意两相连接处具有两处节点。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明采用角星混合连接绕组布线技术，绕组跨距(1～9,2～11,10～18)，平均跨距大于等于8.33，具有更高的平均线包跨距和绕组系数Kdp，使得相比常规的单层交叉式而言，使得该种绕组结构对降低铜耗、谐波附加损耗，提高电机效率、降低噪声及振动方面具有显著效果。
另外，设置上述结构进一步提高了平均线包跨距和绕组系数Kdp。
附图说明
图1是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的2△-Y接法中混合连接绕组U相展开图；
图2是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的2Y-△接法中混合连接绕组U相展开图；
图3是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的接线图；
图4是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的实施例的2△-Y接法的基波幅值与谐波的曲线图；
图5是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的实施例的2Y-△接法的基波幅值与谐波的曲线图；
图6是本发明实施例的三相36槽4极超高效电机的对比例的基波幅值与谐波的曲线图。
1、大线圈；2、小线圈。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明中，2△-Y接法指：连接成角接部分的线圈(分别指线圈Ⅰ△和线圈Ⅲ△两部分线圈)，与星接部分的线圈(指线圈ⅡY部分的线圈)相连接。
2Y-△接法指：星接部分的线圈(分别指线圈ⅠY和线圈ⅢY两部分线圈)，与角接部分的线圈(指线圈Ⅱ△部分的线圈)相连接。
Ⅰ△、ⅠY、Ⅱ△、ⅡY、Ⅲ△、ⅢY：分别代表角接或星接部分不同跨距的线圈组数。
本发明中的超高效电机(异步电机)，具有以下参数：
相数：m＝3相
槽数：Z1＝36槽
极数：2P＝4极
每极每相槽数：q1＝Z/2pm＝36/(2*2*3)＝3
绕组跨距：y1＝2～11槽(大绕组)，y2＝1～9,10～18槽(小绕组)。
实施例：本发明还公开了一种三相36槽4极超高效电机(见附图1、2、3)，本发明公开一种三相36槽4极超高效电机，每相包括两个大线圈1和四个小线圈2；所述两个大线圈1和四个小线圈2呈单层排列，并依次按小—大—小排放在定子槽中，其中，每相的两个大线圈1和四个小线圈2中具有线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ；所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ的跨距依次为：(1～9)、(2～11)、(10～18)，平均跨距大于等于8.33。本发明采用角星混合连接绕组布线技术，绕组跨距(1～9,2～11,10～18)，平均跨距大于等于8.33，具有更高的平均线包跨距和绕组系数Kdp，使得相比常规的单层交叉式而言，使得该种绕组结构对降低铜耗、谐波附加损耗，提高电机效率、降低噪声及振动方面具有显著效果。本发明中的超高效电机线圈Ⅰ、线圈Ⅲ为小绕组；线圈Ⅱ为大绕组。
所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY匝数不相等，线圈Ⅰ△、Ⅲ△匝数相等；线圈Ⅰ△、Ⅲ△的匝数约为线圈ⅡY匝数的√3倍。所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ△匝数不相等，线圈ⅠY、ⅢY匝数相等。线圈ⅠY、ⅢY的匝数约为线圈Ⅱ△匝数的√3倍。 设置上述结构进一步提高了平均线包跨距和绕组系数Kdp。
所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY线径规格不同，线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径规格相同；线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径为线圈ⅡY线径的1/2～4/5。所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ △线径规格不同，线圈ⅠY、ⅢY线径规格相同；线圈ⅠY、ⅢY线径为线圈Ⅱ△线径的1/2～4/5。设置上述结构进一步提高了平均线包跨距和绕组系数Kdp。
所述线圈Ⅰ与线圈Ⅱ圆周不等，线圈Ⅰ与线圈Ⅲ圆周相等。所述线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ跨距分别为8、9、8。
所述每任意两相连接处具有两处节点。每相线圈两处节点，分别为U2和V3、U3和W2、V2和W3，U1、V1、W1为电源引线(见图2)。
由于两部分线圈在空间产生30°的相位差，使得该型绕组结构相比普通平均跨距为7.67的单层交叉式(1～12，2～11，3～10)的绕组系数较高，对谐波的影响较大，具体如下：
在2△-Y接法中，基波幅值与谐波的曲线图(见附图4)；
其中基波幅值为38.8841，二、三、四次谐波幅值为0，五次谐波为3.4334，七次谐波为4.3866
在2Y-△接法中，基波幅值与谐波的曲线图(见附图5)；
其中基波幅值为39.1546，二、三、四次谐波幅值为0，五次谐波为4.0712，七次谐波为3.9166。
本实施例中，绕组系数Kdp为0.9899。
对比例：采取常规单层交叉式的三相36槽4极超高效电机，基波幅值与谐波的曲线图(见附图5)；
其中基波幅值为37.432，二、三、四次谐波幅值为0，五次谐波为8.4851，七次谐波为6.9172。
综上所述，本实施例与已有方式相比，5次谐波减少为常规单层绕组的40％左右；7次谐波减少为60％左右。因此本发明绕组具有效率高、谐波损耗小，气隙磁场波形好等优点，竞争优势明显。本实施例中的绕组系数(Kdp为0.9899)大于常规布局的绕组系数(Kdp为0.9598)。
本发明实施例实施时，本发明U相一组线圈包括线圈Ⅰ，线圈Ⅱ，线圈Ⅲ。线圈Ⅰ、Ⅲ匝数相等、线规相同，线圈Ⅰ、Ⅲ和线圈Ⅱ匝数不相等、线规不相同。线圈Ⅰ、Ⅲ的匝数约为线圈Ⅱ匝数的√3倍，线圈Ⅰ、Ⅲ线径约为线圈Ⅱ线径的3/4。线圈Ⅰ嵌于槽(1、9)内，线圈Ⅱ嵌于槽(2、11)内，线圈Ⅲ嵌于槽(10、18)内；其余两相依此类推；而线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ跨距分别为8、9、8。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种三相36槽4极超高效电机，包括定子槽，所述定子槽分为槽(1)至槽(36)；其特征在于：每相包括两个大线圈和四个小线圈；所述两个大线圈和四个小线圈呈单层排列，并依次按小—大—小排放在定子槽中，其中，每相的两个大线圈和四个小线圈中具有线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ；所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ的跨距依次为：(1～9)、(2～11)、(10～18)，平均跨距大于等于8.33。
2.如权利要求1所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY匝数不相等，线圈Ⅰ△、Ⅲ△匝数相等；线圈Ⅰ△、Ⅲ△的匝数约为线圈ⅡY匝数的√3倍。
3.如权利要求2所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ△匝数不相等，线圈ⅠY、ⅢY匝数相等。线圈ⅠY、ⅢY的匝数约为线圈Ⅱ△匝数的√3倍。
4.如权利要求2或3所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2△-Y接法中，线圈Ⅰ△、ⅡY线径规格不同，线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径规格相同；线圈Ⅰ△、Ⅲ△线径为线圈ⅡY线径的1/2～4/5。
5.如权利要求4所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ在2Y-△接法中，线圈ⅠY、Ⅱ△线径规格不同，线圈ⅠY、ⅢY线径规格相同；线圈ⅠY、ⅢY线径为线圈Ⅱ△线径的1/2～4/5。
6.如权利要求5所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ与线圈Ⅱ圆周不等，线圈Ⅰ与线圈Ⅲ圆周相等。
7.根据权利要求1所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ跨距分别为8、9、8。
8.根据权利要求1所述的三相36槽4极超高效电机，其特征在于，所述每任意两相连接处具有两处节点。
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