CN1087760A - 异步电机绕组中无功补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种异步电机绕组中无功补偿方法，是将异步电 机绕组，用整节距方法变三角形连接为近似对称六角 形连接，从而形成三段一次性绕组和三段二次性绕 组，后者的作用是造成较高偏移电压，偏移电压是绕 组中电容电流补偿感性电流的条件，通过电容器上容 性电流，抵消电机绕组上感性电流，实现电机绕组中 无功补偿。

Description

本发明属电机阻抗变换领域，具体涉及一种异步电动机无功补偿方法。

异步电动机广泛应用在国民经济各个方面，它给经济建设和人民生活带来好处。与此同时，节电和提高电功率，也起来越受到人们的关注，围绕上述问题，有众多的人在开展新方法和新技术的研究，被称其为就地无功补偿技术就属其中，其作法是在电力系统中并、串接电容器来实现无功补偿。中国专利，分类号H02p    7/40，申请号为91101009.2发明专利就属用串接电容器方法来实现无功补偿。上述发明较前的无功补偿有一定的优点，但仍存在一些缺陷，最明显的表现在无功功率补偿不够，且这种补偿只量对电动机端线外供电线路进行了无功补偿。

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，降低电动机绕组中无功功率耗损问题，提高无功补偿效率。

本发明的基本思路是：对三相异步电动机绕组连接方式改进，从绕组引出三根外接引线，从而构成电动机的一次绕组和二次绕组，在一次绕组内其感应电压与通过的电流同向，而二次绕组内感应电压与等效流过的电流互为反向。在此基础上，通过在电机内部串接电容器来实现无功电流补偿目的。本发明具体技术方案是：在电动机三相绕组中，在不改变原有电磁参数情况下，利用绕组中每槽间隔的电角度，将三相异步电动机三角形接法，变为近似对称的六角形方式，如图1所示。图1为本发明感应电势六角形图，图中1-2，3-4、5-6三段绕组是一次绕组类，它的感应电压与通过的电流同向;6-1、2-3、4-5三段绕组为二次绕组类，其感应电压与等效流过的电流方向为反向。三段二次绕组既分别与相邻的一次绕组通过电连接，共同构成相邻相的一次绕组，又与相对的一次绕组通过磁感应构成对边相的二次绕组，三相对称电压接在各二次绕组的中点，分别为a、b、c，其对称电压分别为U_a、U_b、U_c表示。当二次绕组两边流过同向而不同相位的电流时，对其二次绕组的作用相当于等效流过一个反向的电流，有下列关系式：

i_ca+i_ab＝-1/2i_bci_ab+i_bc＝-1/2i_cai_bc+i_ca＝-1/2i_ab

式中i_ab、i_bc、i_ca，分别为二次绕组各中点a至b、b至c、c至a流过的电流。在三相异步电动机绕组由三角形接法变为近似对称六角形接法后，在电动机内部接上三个电容器，如图2所示。图2为流经电容电流和流经绕组的电容电流正方向图。图中c₁、c₂、c₃分别代表三个电容，U_c1、U_c2、U_c3分别表示三个电容上的电压。由图1、图2看出，二次绕组的作用就是使连接电容的端点与三角形相近边产生偏移电压（用Uδ表示），从而创造容性电流补偿感性电流的条件，这样。当二次侧绕组流过电容电流时，一次侧绕组为保持磁动势的平衡，则相应在一次侧绕组反方向增加一个电容电流，从而达到一次侧绕组的感性电流通过客性电流得到补偿。为使绕组电动势的整体图形形成近似六角形和产生一定的偏移电压，通常作法是有不改变原绕组节距和变绕组短节距为整节距两种。本发明为增大偏移电压，把绕组改成整距，绕组连线如图3a所示，槽电势相量见图4a。为继续增大偏移电压，采用图3a所示的绕组接线法，其电势相量由图4b看出已趋于半圆形，三相槽电势相量整体上形成了圆形，从而达到电流的补偿作用。

本发明的积极效果：

1、在电动机功率因数从0.7提高到0.9时，绕组电流下降约0.25，考虑到偏移电压偏小而引起补偿作用不平衡的情况，电机绕组中电流至少也应下降0.15;

2、利用本发明，当电动机在起动过程中，在采取一定的保护措施情况下，短时间内接入较大容量电容器，可使起动电流大幅度下降;

3、在使用交流变频调速装置时，利用本发明，可改改善调速装置输出的畸形电压，同时还可减少调速装置的容量，提高电机的效率;

4、对需在超负荷。电流偏大的情况下工作的电动机，由于绕组中感性电流得到了容性电流的补偿，在电机内部形成了磁场能量与电场能量的相互传递，使得电机增加了负荷能力;

5、在无功电流下降的同时，供电线路以及配电设备电损耗也随之下降，真正实现了终端无功补偿。

本发明有其实施例：

对某拖动空压机的电动机进行了绕组改制和测量。电动型号与有关参数如下：

绕组取整节距y＝9每极每相槽数q＝3每槽间隔电角度α＝20°

电源电压为380V、三只33μf、容量为5kf的电容器，接于绕组2、4、6三端（一次绕组中间点）测得有关收据如下：

未接入电容    接入电容

图    2、4、6三端电压    365V    370V

三    一次绕组中间点电压    315V    320V

a    偏移电压μσ    57.3V    59V

接    μσ    69V    70V

线    绕组中负载电流    12A    10.2A    下降低15%

图    2、4、6三端电压    380V    382V

三    一次绕组中间点电    380V    383V

b    压偏移电压μσ    77V    78V

接    μσ    109V    110V

线    绕组中负载电流    12A    8.5A    下降28%

电容接干一次绕组

中间点的负载电流    12A    8.8A

Claims (2)

1、一种异步电机无功补偿方法，在电机绕组侧通过串或异联电容来改善功率因数，本发明的特征在于，电容串接在电机内部，外接引线接在二次绕组中点2、4、6三点处，或接在三段一次绕组的中点。

2、如权利要求1所述的一种异步电机无功补偿方法，其特征在于，电机绕组由三角形接法利用绕组槽电势向量的电角度变为近似对称的六角形接法。

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