CN108808998B - 同心式不等匝低谐波绕组等效跨距和等效匝数计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机技术领域，尤其是指同心式不等匝低谐波绕组等效跨距和等效匝数计算方法，利用绕组中各线圈的实际跨距和实际匝数来计算等效跨距，并利用等效跨距、名义跨距和名义匝数计算出等效匝数，使得使用者能够利用等效跨距或等效匝数来较为准确地计算电动机的各项参数，从而达到便于使用者对电动机绕组进行改进和优化的效果。

Description

同心式不等匝低谐波绕组等效跨距和等效匝数计算方法

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，尤其是指同心式不等匝低谐波绕组 等效跨距和等效匝数计算方法。

背景技术

电动机企业面临激烈的价格竞争而倍感成本压力，因此需要在兼 顾维持或提升原电动机的质量效率的前提下，进行节材改进以降低成 本。为了达到这个目标，一些企业开始采用低谐波绕组的方案。为考 虑制成的绕组的性能，设计时必须对绕组的空载电流、额定电流等参 数进行计算。传统方法中，通过名义跨距来进行各项参数的计算，但 由于低谐波绕组往往不等匝，且绕组中各个线圈的跨距不相同，因此 计算出来的数据和实际成品的测试数据相差甚大，导致企业必须在每 次设计后制成成品再进行测量才能获知产品性能，这非常耗费人力物 力，且不利于企业进行优化设计。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供同心式不等匝低谐波绕组等效 跨距和等效匝数计算方法，使得使用者能够利用等效匝数或等效跨距 来较为准确地计算电动机的各项参数，便于使用者对电动机绕组进行 改进和优化。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种同心式 不等匝低谐波绕组的等效跨距计算方法，包括依次进行的以下步骤： S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的 公式：

作为优选，在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极 对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相槽数q，

计算绕组的每极相组 实际线圈数q'，

S02：根据绕组的每极相槽数q确定绕组的名义跨距y；

S03：根据绕组的名义跨距y确定绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂， Y₃…Y_n，其中Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'。

作为优选，在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S04：确定绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比；

S05：根据绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比确定各线圈的实 际匝数N₁，N₂，N₃…N_n。

一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，包括依次进 行的以下步骤：

S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n，并获取绕组的名义跨距y和绕组的名义匝数z；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的 公式：

S3:将从S1和S2中获得的数据代入用于计算等效匝数Z的公式：

作为优选，在进行步骤S1至S4前，还包括以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极 对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S02：计算绕组的名义跨距

其中 Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'；

作为优选，在进行步骤S1前，还包括以下步骤：

S03：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极 对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S04：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S05：计算绕组的名义匝数

作为优选，在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为

作为优选，在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为

本发明的有益效果：通过引入等效跨距和等效匝数两个物理量， 使得使用者能够利用等效匝数或等效跨距来较为准确地计算电动机 的各项参数，便于使用者对电动机绕组进行改进和优化。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进 一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例一

本实施例提供了一种同心式不等匝低谐波绕组的等效跨距计算 方法，包括依次进行的以下步骤：

S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的 公式：

实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n为实际制 成的成品上各个线圈的的跨距和匝数。名义跨距为实际跨距Y₁，Y₂， Y₃…Y_n的平均值。名义匝数为实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n的平均值。

传统方法计算都是针对常规绕组，即等匝等跨距的绕组。通过名 义跨距计算，与实际较为接近，但对于不等匝不等跨距的绕组，仍按 名义跨距名义匝数计算与实际相差较大，必须引入等效跨距或等效匝 数进行计算才较为精准。大批量出厂的电动机一般都把空载电流做为 重要考核目标，使用等效跨距或等效匝数计算空载电流，误差极小。

下表以型号为Y₂280S-2的电动机为例，对比通过名义跨距计算电 动机的各项参数的计算结果以及通过等效跨距计算电动机的各项参 数的计算结果。

下表基于上表的计算结果，计算出通过名义跨距计算电动机的各 项参数的误差率以及通过等效跨距计算电动机的各项参数的误差率。

下表以型号为Y₂315S-2的电动机为例，对比通过名义跨距计算电 动机的各项参数的计算结果以及通过等效跨距计算电动机的各项参 数的计算结果。

下表基于上表的计算结果，计算出通过名义跨距计算电动机的各 项参数的误差率以及通过等效跨距计算电动机的各项参数的误差率。

对比通过名义跨距计算的误差率以及通过等效跨距计算的误差 率可知，通过等效跨距计算电动机的各项参数，整体上误差更小。

实施二

本实施例基于实施例一，在实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n为未知量的 情况下，能够通过本实施例确定实施例一中的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n。

在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极 对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相槽数q，

计算绕组的每极相组 实际线圈数q'，

S02：根据绕组的每极相槽数q确定绕组的名义跨距y；

S03：根据绕组的名义跨距y确定绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂， Y₃…Y_n，其中Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'。

定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p p以及每极每 相槽数中单层线圈槽的个数a由使用者根据实际需求确定。名义跨距 y由使用者根据实际需求确定为2q，2q+1或2q+2。

名义跨距y本质上为绕组内每个线圈的实际跨距的平均值。在同 心式绕组中，线圈的个数等于绕组的每极相组实际线圈数q'，且各个 线圈的跨距符合Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)的规律，因此通过名义跨 距y能够计数出各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n。

实施例三

本实施例基于实施例一，用于确定实施例一中的实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n。

在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S04：确定绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比；

S05：根据绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比确定各线圈的实 际匝数N₁，N₂，N₃…N_n。

名义匝数z由使用者根据实际需求确定，各线圈的匝数比z由使 用者在能够实现不等匝低谐波绕组的匝数比中选取。实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n由名义匝数z分别乘以匝数比中各个系数得到。

实施例四

一种基于实施例一的同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算 方法，包括依次进行的以下步骤：

S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n，并获取绕组的名义跨距y和绕组的名义匝数z；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的 公式：

S3:将从S1和S2中获得的数据代入用于计算等效匝数Z的公式：

下表以型号为Y₂280S-2的电动机为例，对比通过名义跨距计算电 动机的各项参数的计算结果以及通过等效匝数计算电动机的各项参 数的计算结果。

下表基于上表的计算结果，计算出通过名义跨距计算电动机的各 项参数的误差率以及通过等效匝数计算电动机的各项参数的误差率。

下表以型号为Y₂315S-2的电动机为例，对比通过名义跨距计算电 动机的各项参数的计算结果以及通过等效匝数计算电动机的各项参 数的计算结果。

下表基于上表的计算结果，计算出通过名义跨距计算电动机的各 项参数的误差率以及通过等效匝数计算电动机的各项参数的误差率。

对比通过名义跨距计算的误差率以及通过等效匝数计算的误差 率可知，通过等效匝数计算电动机的各项参数，整体上误差更小。

实施例五

本实施例基于实施例四，在名义跨距y为未知量而实际跨距Y₁， Y₂，Y₃…Y_n为已知量的情况下，能够通过本实施例确定实施例二中的 名义跨距y。

在进行步骤S1前，还包括以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对 数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S02：计算绕组的名义跨距

其中 Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'。

定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p以及每极每相 槽数中单层线圈槽的个数a由使用者根据实际需求确定。

实施例六

本实施例基于实施例四，在名义匝数z为未知量而实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n为已知量的情况下，能够通过本实施例确定实施例二中 的名义匝数z。

在进行步骤S1前，还包括以下步骤：

S03：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极 对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S04：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S05：计算绕组的名义匝数

定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p以及每极每相 槽数中单层线圈槽的个数a由使用者根据实际需求确定。

实施例七

本实施例基于实施例四，在名义匝数z为未知量而实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n和实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n为已知量的情况下，能够通过 本实施例确定实施例二中的名义匝数z。

在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为

实施例八

本实施例基于实施例四，在名义匝数z为未知量而实际匝数N₁， N₂，N₃…N_n和实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n为已知量的情况下，能够通过 本实施例确定实施例二中的名义匝数z。

在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形 式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定 本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围 内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等 效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明 技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种同心式不等匝低谐波绕组的等效跨距计算方法，其特征在于：包括依次进行的以下步骤：

S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的公式：

在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相槽数q，

计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S02：根据绕组的每极相槽数q确定绕组的名义跨距y，名义跨距y为2q,2q+1或2q+2；

S03：根据绕组的名义跨距y确定绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n，其中Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'，名义跨距y为实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n的平均值。

2.根据权利要求1所述的一种同心式不等匝低谐波绕组的等效跨距计算方法，其特征在于：在进行步骤S1前，还包括依次进行的以下步骤：

S04：确定绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比；

S05：根据绕组的名义匝数z和各线圈的匝数比确定各线圈的实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n。

3.一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，其特征在于：包括依次进行的以下步骤：

S1：获取绕组中各线圈的实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n和实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n，并获取绕组的名义跨距y和绕组的名义匝数z，名义匝数z为实际匝数N₁，N₂，N₃…N_n的平均值，名义跨距y为实际跨距Y₁，Y₂，Y₃…Y_n的平均值；

S2：将从步骤S1中获得的数据代入用于计算绕组的等效跨距Y的公式：

S3:将从S1和S2中获得的数据代入用于计算等效匝数Z的公式：

4.根据权利要求3所述的一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，其特征在于：在进行步骤S1前，还包括以下步骤：

S00：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S01：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S02：计算绕组的名义跨距

其中Y₁＝Y₂+2＝Y₃+4＝Y_n+2(n-1)，n＝q'。

5.根据权利要求3所述的一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，其特征在于：在进行步骤S1前，还包括以下步骤：

S03：确定电动机的定子槽数Q、电动机的相数m、电动机的极对数p以及每极每相槽数中单层线圈槽的个数a；

S04：计算绕组的每极相组实际线圈数q'，

S05：计算绕组的名义匝数

6.根据权利要求3所述的一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，其特征在于：在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为

7.根据权利要求3所述的一种同心式不等匝低谐波绕组的等效匝数计算方法，其特征在于：在步骤S3中，绕组的名义匝数z的计算公式为