CN108566008B - 抽头电机绕组电路以及抽头同步电机 - Google Patents

抽头电机绕组电路以及抽头同步电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种抽头电机绕组电路以及抽头同步电机。该电路包括主绕组和副绕组,能够使得抽头电机绕组电路启动力矩可以提高10%‑50%,从而能够不降低电机效率情况下提高电机启动性能,有利于提高电机启动性能,能够使得电机适用电源电压更宽。该抽头同步电机,其包括上述的抽头电机绕组电路以及电机本体;电机本体包括转子和定子。该电机启动力矩可以提高10%‑50%,有利于电机启动性能,使得电机适用电源电压更宽。

Description

抽头电机绕组电路以及抽头同步电机
技术领域
本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种抽头电机绕组电路以及抽头同步电机。
背景技术
同步电机是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏,它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体,实现电能与机械能变换的元件,其动态性能十分复杂,而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。
同步电机特点是:稳态运行时,转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p,其中f为电网频率,p为电机的极对数,ns称为同步转速。若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。
现有技术中的同步电机启动性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抽头电机绕组电路,能够不降低电机效率情况下提高电机启动性能。
本发明的另一目的在于提供一种抽头同步电机,该抽头同步电机启动性能高,电机适用电源电压宽。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
一种抽头电机绕组电路,抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;主绕组连接在副绕组的两端;主绕组包括第一子绕组和第二子绕组以及第一过桥线;第一子绕组和第二子绕组均包括多个绕组线圈;第一子绕组连接在第一过桥线的一端;第二子绕组连接在第一过桥线的另一端;第一过桥线上设置有第一开关;当第一开关闭合时,第一子绕组和第二子绕组串联;当第一开关断开时,第一子绕组和第二子绕组并联。
在本发明较佳的实施例中,抽头电机绕组电路还包括第二过桥线以及第三过桥线;第二过桥线和第三过桥线上均设置有第二开关;当第一开关闭合、第二开关断开时,第一子绕组和第二子绕组串联;当第一开关断开、第二开关闭合时,第一子绕组和第二子绕组并联。
在本发明较佳的实施例中,第一子绕组具有第一接线端子和第二接线端子;第二子绕组具有第三接线端子和第四接线端子;第二过桥线连接在第一接线端子和第三接线端子之间;第三过桥线连接在第二接线端子和第四接线端子之间。
在本发明较佳的实施例中,第一过桥线的一端连接于第一子绕组的多个绕组线圈之间;第一过桥线的另一端连接于第二子绕组的接线端子处。
在本发明较佳的实施例中,第一子绕组的多个绕组线圈并联;第二子绕组的多个绕组线圈串联。
在本发明较佳的实施例中,第一子绕组与副绕组连接的一端设置有第二开关;当第二开关闭合时,第一子绕组、副绕组形成闭合回路;当第二开关断开时,第一子绕组、第二子绕组串联后与副绕组形成闭合回路。
一种抽头电机绕组电路,其包括主绕组和副绕组;主绕组连接在副绕组的两端;主绕组包括多个子绕组以及多个过桥线;每两个子绕组连接在一根过桥线的两端;每一根过桥线上均设置有开关;当开关闭合时,两个子绕组串联;当开关断开时,两个子绕组并联。
一种抽头电机绕组电路,抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;主绕组连接在副绕组的两端;主绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;第一开关设置在相邻的两个绕组线圈之间;第二开关设置在至少一个绕组线圈的两端;当第一开关闭合,第二开关断开时,多个绕组线圈串联后连接于副绕组;当第二开关闭合,第一开关断开时,至少一个绕组线圈断开于抽头电机绕组电路。
一种抽头电机绕组电路,抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;副绕组连接在主绕组的两端;副绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;第一开关设置在相邻的两个绕组线圈之间;第二开关设置在至少一个绕组线圈的两端;当第一开关闭合,第二开关断开时,多个绕组线圈串联后连接于主绕组;当第二开关闭合,第一开关断开时,至少一个绕组线圈断开于抽头电机绕组电路。
一种抽头同步电机,其包括上述的抽头电机绕组电路以及电机本体;电机本体包括转子和定子;转子内部设置有磁块槽;磁块槽内设置有磁块。
本发明的有益效果是:
本发明提供的一种抽头电机绕组电路,能够使得抽头电机绕组电路启动力矩可以提高10%-50%,从而能够不降低电机效率情况下提高电机启动性能,有利于提高电机启动性能,能够使得电机适用电源电压更宽。
本发明提供的一种抽头同步电机,其包括上述的抽头电机绕组电路以及电机本体;电机本体包括转子和定子。该电机启动力矩可以提高10%-50%,有利于电机启动性能,使得电机适用电源电压更宽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明第一实施例提供的一种抽头电机绕组电路启动时的结构示意图;
图2示出了电机绕组接线说明图;
图3示出了本发明第二实施例提供的一种抽头电机绕组电路启动时的结构示意图;
图4示出了本发明第三实施例提供的一种抽头电机绕组电路运行时的结构示意图;
图5示出了本发明第五实施例提供的一种抽头电机绕组电路运行时的结构示意图;
图6示出了本发明第六实施例提供的一种抽头电机绕组电路运行时的结构示意图;
图7示出了本发明第七实施例提供的抽头同步电机的转子的结构示意图;
图8示出了本发明第七实施例提供的抽头同步电机的定子的结构示意图。
图标:100、200、300、500、600-抽头电机绕组电路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参照图1,本实施例提供一种抽头电机绕组电路100,其包括电容、主绕组Im和副绕组I0
进一步地,主绕组Im包括第一子绕组ABCD、第二子绕组1234、第一过桥线、第二过桥线以及第三过桥线。第一过桥线上设置有第一开关K1。第二过桥线和第三过桥线设置有第一开关K2。
进一步地,第一子绕组ABCD连接在第一过桥线的一端;第二子绕组1234连接在第一过桥线的另一端。第一子绕组ABCD具有第一接线端子a和第二接线端子b;第二子绕组1234具有第三接线端子c和第四接线端子d。第二过桥线连接在第一接线端子a和第三接线端子c之间;第三过桥线连接在第二接线端子b和第四接线端子d之间。
当第一开关K1闭合,第二开关K2断开时,第一子绕组ABCD和第二子绕组1234串联;当第一开关K1断开、第二开关K2闭合时,第一子绕组ABCD和第二子绕组1234并联。
该电路,启动时电流过副绕组,和主绕组并联接线(即绕组DCBA 4321绕组并联)。启动完成后电流在主绕组串联接线(即绕组DCBA 4321串联)运行,因主绕组并联电阻小,电机启动时力矩大,提高电机启动性能。启动完成后,电流流过主绕组串联连接电路,可以保证电机效率。
将该抽头电机绕组电路100应用到同步电机中,在启动时,采用第一子绕组和第二子绕组并联,电阻值较小,从而通过整个抽头电机绕组电路100的电流较大,进而使得电机的启动力矩较大,从而能够提高电机的启动性能。启动完成后,运行时采用第一子绕组和第二子绕组串联,此时电阻值较大,整个抽头电机绕组电路100的电流小于启动电流,仍然保证电机正常运行。
进一步地,请参照图2,该电路中,绕组接线方式可以选择如下接法:
2、34、5连接
176
主副中性线
将该抽头电机绕组电路100应用到抽头同步电机中,抽头同步电机的启动力矩提高10-50%。
需要说明的是,上述的抽头电机绕组电路100中也可以不设置电容。
第二实施例
请参照图3,本实施例提供一种抽头电机绕组电路200,其包括电容、主绕组Im和副绕组I0
进一步地,主绕组包括第一子绕组ABCD、第二子绕组1234、第一过桥线、第二过桥线以及第三过桥线。第一过桥线上设置有第一开关K1。第二过桥线和第三过桥线设置有第一开关K2。
该抽头电机绕组电路200与第一实施例提供的抽头电机绕组电路100的基本结构均相同,所不同之处在于,该抽头电机绕组电路200中,第一过桥线的一端连接于第一子绕组ABCD的多个绕组线圈之间;第一过桥线的另一端连接于第二子绕组1234的接线端子处。
该电路,启动时电流过副绕组,和主绕组并联接线(即绕组DCBA 4321绕组并联)。启动完成后电流在主绕组串联接线(即绕组DC 4321串联)运行,因主绕组并联电阻小,电机启动时力矩大,提高电机启动性能。启动完成后,电流流过主绕组串联连接电路,可以保证电机效率。
进一步地,请参照图2,该电路中,绕组接线方式可以选择如下接法:
2、5连接
176
主副中性线
将该抽头电机绕组电路200应用到抽头同步电机中,抽头同步电机的启动力矩提高10-50%。
第三实施例
请参照图4,本实施例提供一种抽头电机绕组电路300,其包括电容、主绕组Im和副绕组I0
进一步地,主绕组包括第一子绕组ABCD、第二子绕组1234以及第一过桥线。第一子绕组ABCD连接在第一过桥线的一端;第二子绕组1234连接在第一过桥线的另一端。
进一步地,第一子绕组ABCD的多个绕组线圈并联;第二子绕组1234的多个绕组线圈串联。
进一步地,第一子绕组ABCD与副绕组I0连接的一端设置有开关。当开关闭合时,第一子绕组ABCD、副绕组I0形成闭合回路。当开关断开时,第一子绕组ABCD、第二子绕组1234串联后与副绕组I0形成闭合回路。该电路,启动时电流过副绕组,和主绕组并联接线(即绕组DCBA 4321绕组并联)。启动完成后电流在主绕组两串两并接线(即绕组DC 4321串联)运行,因主绕组并联电阻小,电机启动时力矩大,提高电机启动性能。启动完成后,电流流过主绕组串联连接电路,可以保证电机效率。
进一步地,请参照图2,该电路中,绕组接线方式可以选择如下接法:
2、3、54、6连接
174、6
主副中性线
进一步地,在本实施例中,可以选择在第一过桥线上这开关,从而当开关闭合时,第一子绕组ABCD和第二子绕组1234串联;当开关断开时,第一子绕组ABCD和第二子绕组1234并联。
需要说明的是,上述的开关也可以选择不做设置,仅设置第一过桥线。上述的电容也可以选择不做设置。
将该抽头电机绕组电路300应用到同步电机中,能够提高电机的启动性能。抽头同步电机的启动力矩提高10-50%。
第四实施例
本实施例提供一种抽头电机绕组电路,该抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;主绕组连接在副绕组的两端;主绕组包括多个子绕组以及多个过桥线;每两个子绕组连接在一根过桥线的两端;每一根过桥线上均设置有开关;当开关闭合时,两个子绕组串联;当开关断开时,两个子绕组并联。
第五实施例
本实施例提供一种抽头电机绕组电路500,抽头电机绕组电路500包括主绕组和副绕组;主绕组连接在副绕组的两端;主绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;第一开关设置在相邻的两个绕组线圈之间;第二开关设置在至少一个绕组线圈的两端;当第一开关闭合,第二开关断开时,多个绕组线圈串联后连接于副绕组;当第二开关闭合,第一开关断开时,至少一个绕组线圈断开于抽头电机绕组电路500。
请参照图5,该图为启动时电流经过主绕组DC,BA为断开状态。启动完成后主绕组DCBA均为接通状态。
第六实施例
本实施例提供一种抽头电机绕组电路600。该抽头电机绕组电路600包括主绕组和副绕组;副绕组连接在主绕组的两端;副绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;第一开关设置在相邻的两个绕组线圈之间;第二开关设置在至少一个绕组线圈的两端;当第一开关闭合,第二开关断开时,多个绕组线圈串联后连接于主绕组;当第二开关闭合,第一开关断开时,至少一个绕组线圈断开于抽头电机绕组电路600。
请参照图6,该图为启动时电流经过副绕组BA,DC为断开状态。启动完成后主绕组DCBA均为接通状态。
第七实施例
请参照图7和图8,本实施例提供一种抽头同步电机,其包括实施例1-6任意一个提供的抽头电机绕组电路以及电机本体。
其中,电机本体包括转子和定子。进一步地,转子内部设置有磁块槽;磁块槽内设置有磁块。定子的结构可以选择现有技术中的定子的结构。
通过在磁块槽内设置有磁块,能够实现异步启动同步运行的效果,进而可以提高电机效率。该抽头同步电机能够不降低电机效率情况下提高电机启动性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种抽头电机绕组电路,其特征在于,所述抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;所述主绕组连接在所述副绕组的两端;
所述主绕组包括第一子绕组和第二子绕组以及第一过桥线;所述第一子绕组和所述第二子绕组均包括多个绕组线圈;
所述第一子绕组连接在所述第一过桥线的一端;所述第二子绕组连接在所述第一过桥线的另一端;
所述第一过桥线上设置有第一开关;当所述第一开关闭合时,所述第一子绕组和所述第二子绕组串联;当所述第一开关断开时,所述第一子绕组和所述第二子绕组并联。
2.如权利要求1所述的抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述抽头电机绕组电路还包括第二过桥线以及第三过桥线;
所述第二过桥线和所述第三过桥线上均设置有第二开关;
当所述第一开关闭合、所述第二开关断开时,所述第一子绕组和所述第二子绕组串联;当所述第一开关断开、所述第二开关闭合时,所述第一子绕组和所述第二子绕组并联。
3.如权利要求2所述的抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述第一子绕组具有第一接线端子和第二接线端子;
所述第二子绕组具有第三接线端子和第四接线端子;
所述第二过桥线连接在所述第一接线端子和所述第三接线端子之间;
所述第三过桥线连接在所述第二接线端子和所述第四接线端子之间。
4.如权利要求1所述的抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述第一过桥线的一端连接于所述第一子绕组的多个所述绕组线圈之间;
所述第一过桥线的另一端连接于所述第二子绕组的接线端子处。
5.如权利要求1所述的抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述第一子绕组的多个所述绕组线圈并联;
所述第二子绕组的多个所述绕组线圈串联。
6.如权利要求5所述的抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述第一子绕组与所述副绕组连接的一端设置有第二开关;
当所述第二开关闭合时,所述第一子绕组、所述副绕组形成闭合回路;
当所述第二开关断开时,所述第一子绕组、所述第二子绕组串联后与所述副绕组形成闭合回路。
7.一种抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;所述主绕组连接在所述副绕组的两端;
所述主绕组包括多个子绕组以及多个过桥线;
每两个所述子绕组连接在一根所述过桥线的两端;每一根所述过桥线上均设置有开关;当所述开关闭合时,两个所述子绕组串联;当所述开关断开时,两个所述子绕组并联。
8.一种抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;所述主绕组连接在所述副绕组的两端;
所述主绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;
所述第一开关设置在相邻的两个所述绕组线圈之间;
所述第二开关设置在至少一个所述绕组线圈的两端;
当所述第一开关闭合,所述第二开关断开时,多个所述绕组线圈串联后连接于所述副绕组;
当所述第二开关闭合,所述第一开关断开时,至少一个所述绕组线圈断开于所述抽头电机绕组电路。
9.一种抽头电机绕组电路,其特征在于,
所述抽头电机绕组电路包括主绕组和副绕组;所述副绕组连接在所述主绕组的两端;
所述副绕组包括多个绕组线圈、第一开关以及第二开关;
所述第一开关设置在相邻的两个所述绕组线圈之间;
所述第二开关设置在至少一个所述绕组线圈的两端;
当所述第一开关闭合,所述第二开关断开时,多个所述绕组线圈串联后连接于所述主绕组;
当所述第二开关闭合,所述第一开关断开时,至少一个所述绕组线圈断开于所述抽头电机绕组电路。
10.一种抽头同步电机,其特征在于,其包括如权利要求1所述的抽头电机绕组电路;以及电机本体;所述电机本体包括转子和定子;所述转子内部设置有磁块槽;所述磁块槽内设置有磁块。
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