CN109861492A - 一种具有绕组接线板的直线感应电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有绕组接线板的直线感应电机，包括直线电机，所述直线电机的初级采用双层绕组结构，其绕组连接有绕组接线板，所述绕组接线板分成第一部分、第二部分和第三部分：第一部分用于引入三相电流进入绕组后端，与绕组后端相连。该具有绕组接线板的直线感应电机，通过初级的双层绕组结构和绕组接线板的配合使用，方便快捷地改变绕组节距以及每极每相槽数，使电枢电流和初级反电动势更加接近正弦波形，减少高次谐波磁场特别是时间谐波和空间谐波对推力波动的影响，具备操作更加简单、方便和快捷的优点，在使用的过程中安全、可靠，效果显著的消除高次谐波，使电机能够平稳地输出推力。

Description

一种具有绕组接线板的直线感应电机

技术领域

本发明涉及主要运用在高效率、高精度为基本特征的高速加工技术领域， 具体为一种具有绕组接线板的直线感应电机。

背景技术

为了使直线电机输出的推力更加平稳，需要研究减小其推力波动的技术 措施，产生推力波动的因素之一，就是电机电枢电流和初级反电势波形都不 是正弦波，都含有高次谐波，而高次谐波正是产生推力波动的原因之一。

传统的直线电机在设计时没有考虑高次谐波这一因素，因此设计出来的 直线电机大多因为结构的不合理产生大量的高次谐波，从而使推力产生较大 的波动，另外，传统的直线电机一旦设计完成，就不能改变绕组节距以及每 极每相槽数，这些都是产生高次谐波的重要因素。

为了抑制直线感应电机初级电枢电流和初级反电势高次谐波的产生，本 发明根据相对应的原理，提出了新型结构的直线感应电机来消除高次谐波。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有绕组接线板的直线感应电机，具备操作 更加简单、方便、快捷的优点，解决了直线电机在工作时产生大量高次谐波 的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有绕组接线板的直 线感应电机，包括直线电机，所述直线电机的初级采用双层绕组结构，其绕 组连接有绕组接线板；

所述绕组接线板分成第一部分、第二部分和第三部分：

第一部分用于引入三相电流进入绕组后端，与绕组后端相连；

第二部分用于连接左端绕组与右端绕组，与绕组的前端相连；

第三部分用于将三相电流从绕组送回电源，与绕组后端相连。

优选的，直线电机的初级具有分布式双层绕组，初级端部齿槽有一层绕 组，其它齿槽有两层绕组。

优选的，直线电机初级的齿槽结构采用斜槽结构，直线电机初级的槽口 采用半闭口槽并且采用磁性槽楔。

优选的，绕组接线板通过伸缩滑动绕组接线板调节绕组节距。

优选的，绕组接线板通过铆钉或者插片固定在直线电机的初级上。

优选的，绕组接线板的第一部分和第三部分下层均采用香蕉插头与电源 的A相、B相、C相连接，通过选择绕组接线板与电源的连接方式来决定每极 每相槽数。

优选的，绕组接线板的材料为绝缘耐高温抗氧化的聚酰亚胺或者聚醚醚 酮。

优选的，绕组接线板的第二部分与第三部分均分为上下两层，其中上下 两层用可供滑行的接触槽来固定。

优选的，绕组接线板的第二部分与第三部分中的上下两层接触面均为规 则形状的金属接触面，并等间距水平排列。

优选的，绕组接线板的第二部分与第三部分中的上下两层接触面上的金 属接触面，在具有一定距离的情况下用铜导线或者铝导线相连，在没有距离 的情况下可以直接接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、该具有绕组接线板的直线感应电机，通过初级的双层绕组结构和绕组 接线板的配合使用，方便快捷地改变绕组节距以及每极每相槽数，使电枢电 流和初级反电动势更加接近正弦波形，减少高次谐波磁场特别是时间谐波和 空间谐波对推力波动的影响，具备操作更加简单、方便和快捷的优点，在使 用的过程中安全、可靠，效果显著的消除高次谐波，使电机能够平稳地输出 推力。

2、该具有绕组接线板的直线感应电机，通过初级双层绕组结构的设置， 根据绕组谐波分布系数公式，选取最佳每极每相槽数，与绕组接线板连接， 更加方便、快捷、安全、可靠的改变每极每相槽数。

3、该具有绕组接线板的直线感应电机，通过绕组接线板齿槽和槽口的设 置，采用斜槽以削弱齿谐波的作用，采用磁性槽楔或半闭口槽，以减小由于 槽开口而引起的气隙磁导的变化，采用半闭口槽拼装成的定子铁心内径没有 槽开口，相当于定子铁心的内径是光滑的，因此不存在磁场的脉动，自然不 存在时间谐波。

4、该具有绕组接线板的直线感应电机，当节距调节完成后，在绕组接线 板两端用铆钉或者插片固定，防止在电机运行过程中绕组接线板的第二部分 与第三部分的上端与下端发生相对滑动，造成短路以及断路等事故。

5、该具有绕组接线板的直线感应电机，通过香蕉插头连接方式的采用， 香蕉插头插入多用插座正面的孔时非常方便，插入后也可以形成非常大的接 触面积，这种特性可以使用在大功率设备中，并且香蕉插头价格低廉，降低 了该电机的生产成本。

附图说明

图1为本发明的绕组结构示意图；

图2为本发明绕组接线板第一部分的结构示意图；

图3为本发明绕组接线板第二部分的结构示意图；

图4为本发明绕组接线板第三部分的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 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。

附图1为本发明提出的新型绕组结构与标号，并且给出绕组与绕组接线 板的连接方式：绕组接线板第一部分连接三相电源与绕组a；第二部分上层和 下层分别与绕组a、b相连。

绕组接线板为细长的长方体，主要材料为绝缘体。该绕组接线板有三个 部分。

附图2为绕组接线板的第一部分，第一部分只有一层，与标号为1a+、2a+、 3a+、……(n-1)a+的绕组相连，并且留有对应于标号为1a+、2a+、3a+、…… (n-1)a+绕组的香蕉插头接口连接三相电源，绕组接入绕组接线板的接线与 对应的香蕉插头接口按照长度的方向等间距排列在绕组接线板上，与第三部 分下层配合可以调节每极每相槽数；

附图3为绕组接线板的第二部分，与第三部分配合可以灵活方便地调节 绕组节距，绕组接线板的第二部分分为上下层各两个绕组接线板，这两层接 线板形状与大小完全一样，与绕组接线板第一部分不同的是这两个接线板不 可以分开，但可以做相对滑动，沿着长度方向做卡槽进行固定。其中上层绕 组接线板与标号为1a-、2a-、3a-、……(n-1)a-的绕组相连，接线排列方 式与第一部分相同，在上层与下层接触面上从左到右等间距排列着与标号为 1a-、2a-、3a-、……(n-1)a-的绕组相对应的金属接触面。下层绕组接线 板与标号为2b+、3b+、4b+、……nb+的绕组相连，接线排列方式与第一部分 相同，在上层与下层接触面上从左到右等间距排列着与标号为2b+、3b+、 4b+、……nb+的绕组相对应金属接触面。

附图4为绕组接线板的第三部分，与第二部分配合可以灵活方便地调节绕 组节距，绕组接线板的第三部分同样分为上下层各两个绕组接线板，这两层绕 组接线板形状与大小完全一样，与绕组接线板第一部分不同的是这两个接线板 不可以分开，但可以做相对滑动，沿着长度方向做卡槽进行固定。其中上层绕 组接线板与标号为2b-、3b-、4b-、……nb-的绕组相连，接线排列方式与第一 部分相同，在上层与下层接触面上从左到右等间距排列着与标号为2b-、3b-、 4b-、……nb-的绕组相对应的金属接触面。下层绕组接线板与第一部分配合可 以灵活方便地调节初级每极每相槽数，沿着长度的方向等间距排列着标号为 -1a+、-2a+、-3a+、……-(n-1)a+的香蕉插头接口，在上层与下层接触面上 从左到右等间距排列着与标号为-1a+、-2a+、-3a+、……-(n-1)a+的香蕉插 头接口相对应的金属接触面。

调节节距的消除高次谐波的依据是：由绕组谐波短距系数公式kyv＝sin ((v*y1/f)*90°)可知，如果要消除v次谐波，则只要将绕组的节距比f 缩短(1/v)*f即可。例如要同时削弱5次和7次谐波，则绕组的节距就取 y1＝(5/6)*f。

调节节距的方法是：通过滑动绕组接线板的第二部分与第三部分从而改 变第二部分与第三部分的上层和下层的金属接触面，但需要注意的是要在断 电和电机静止的情况下，将第二部分与第三部分滑动到对应位置，然后用铆 钉或者卡片固定，才能给电机开始通电运行，否则容易引起短路事故。例如： 滑动第二部分将标号为1a-与2b+接触，滑动第三部分将标号为2b-与-1a+接 触，节距等于1；滑动第二部分将标号1a-与3b+接触，滑动第三部分将标号 为3b-与-1a+接触，节距等于2。改变绕组节距的方法以此类推。

调节每极每相槽数减小高次谐波的依据是：由绕组谐波分布系数公式 kqv＝sin(v*q*a1/2)/(q*sin(v*a1/2))可知，每极每相槽数q值增大， 基波的分布系数就减小，但减小不多，而高次谐波的分布系数却显著减小， 故采用分布绕组可以削弱高次谐波。但是随着q的增加，电机的价格就要提 高，这是因为绝缘材料用量增加，工时增加，有效材料利用率降低。当q值 增大到一定程度后，高次谐波分布系数的下降已不太显著。需要根据具体情况具体分析。

调节每极每相槽数的方法是：通过改变第一部分与第三部分下层绕组接 线板与三相电源的接线方式改变每极每相槽数。例如；绕组接线板第一部分 1a+接A+，2a+接B-，3a+接C+，4a+接A-，5a+接B+，6a+接C-，7a+接A+， 8a+接B-，9a+接C+，10a+接A-，11a+接B+，12a+接C-……绕组接线板第三 部分下层的香蕉插头接口-1a+接A-，-2a+接B+，-3a+接C-，-4a+接A+，-5a+ 接B-，-6a+接C+，-7a+接A-，-8a+接B+，-9a+接C-，-10a+接A+，-11a+接 B-，-12a+接C+……每极每相槽数为1；绕组接线板第一部分香蕉插头接口1a+ 接A+，2a+接A+，3a+接B-，4a+接B-，5a+接C+，6a+接C+，7a+接A-，8a+ 接A-，9a+接B+，10a+接B+，11a+接C-，12a+接C-，13a+接A+，14a+接A+， 15a+接B-，16a+接B-，17a+接C+，18a+接C+，19a+接A-，20a+接A-，21a+ 接B+，22a+接B+，23a+接C-，24a+接C-……绕组接线板第三部分下层的香 蕉插头接口-1a+接A-，-2a+接A-，-3a+接B+，-4a+接B+，-5a+接C-，-6a+ 接C-，-7a+接A+，-8a+接A+，-9a+接B-，-10a+接B-，-11a+接C+，-12a+ 接C+，-13a+接A-，-14a+接A-，-15a+接B+，-16a+接B+，-17a+接C-，-18a+ 接C-，-19a+接A+，-20a+接A+，-21a+接B-，-22a+接B-，-23a+接C+，-24a+ 接C+……每极每相槽数为二；改变每极每相槽数方法以此类推。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明 确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (10)

1.一种具有绕组接线板的直线感应电机，包括直线电机，其特征在于：所述直线电机的初级采用双层绕组结构，其绕组连接有绕组接线板；

所述绕组接线板分成第一部分、第二部分和第三部分：

第一部分用于引入三相电流进入绕组后端，与绕组后端相连；

第二部分用于连接左端绕组与右端绕组，与绕组的前端相连；

第三部分用于将三相电流从绕组送回电源，与绕组后端相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：直线电机的初级具有分布式双层绕组，初级端部齿槽有一层绕组，其它齿槽有两层绕组。

3.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：直线电机初级的齿槽结构采用斜槽结构，直线电机初级的槽口采用半闭口槽并且采用磁性槽楔。

4.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板通过伸缩滑动绕组接线板调节绕组节距。

5.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板通过铆钉或者插片固定在直线电机的初级上。

6.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板的第一部分和第三部分下层均采用香蕉插头与电源的A相、B相、C相连接，通过选择绕组接线板与电源的连接方式来决定每极每相槽数。

7.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板的材料为绝缘耐高温抗氧化的聚酰亚胺或者聚醚醚酮。

8.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板的第二部分与第三部分均分为上下两层，其中上下两层用可供滑行的接触槽来固定。

9.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板的第二部分与第三部分中的上下两层接触面均为规则形状的金属接触面，并等间距水平排列。

10.根据权利要求1所述的一种具有绕组接线板的直线感应电机，其特征在于：绕组接线板的第二部分与第三部分中的上下两层接触面上的金属接触面，在具有一定距离的情况下用铜导线或者铝导线相连，在没有距离的情况下可以直接接触。