CN1124421A - 交流电机绕组单星—三角变双星——三角的联结法 - Google Patents

Abstract

本发明可用于变极、起动、调速的交流电机绕组联结法及结构。可以为单星-三角和双星-三角两种方式联结。当为单星-三角联结时，得到极数P的旋转磁场，有三个引出端接电网；当为双星-三角联结时，得到极数Q的旋转磁场，有六个引出端接电网。本发明所说的联结绕组，用于谐波起动的感应电动机时，有着很低的起动电源；用于变极、调速时，可做到不断电切换，以避免由断电切换造成的电磁拖动转矩瞬间消失或再次通电造成的冲击电流。

Description

交流电机绕组单星--三角变双星--三角的联结法

本发明属于交流电机绕组联结法及结构。

目前的变极调速感应电动机大多采用单绕组变极的方式，通过开关换接改变绕组接法来改变绕组的极数。常用变极绕组一般有6根引出线，其接线方式则一般为2Y/Δ和2Y/Y及3Y/3Y等。常规的接线方法通常是能够满足一般情况下的变极要求的，但通常所用的常规接法变极时，需要通过开关装置先将在一种极数下工作的变极绕组断开电源，换为另一种极数后，再重新将绕组投入电源。由于传统变极绕组接线法在变极时必须断开电源，这样的变极电机如在运行工况下进行变极切换，将会出现电机拖动转矩瞬间消失和变极冲击电流过大的现象，从而使变极电机的应用受到一定限制。

本发明的目的在于提出一种新的变极绕组接线法。采用这种新型接线方法的变极绕组制成的变极感应电动机，和常规变极绕组一样只有6根引出线，但其中3根引出线在变极电机运行中常接电网电源，而另外3根引出线在电机需要进行变极、调速或起动时，合上或从电网电源断开。由于新接法能够保证变极电机在变极切换运行工况下始终不断开电源，因而能有效地解决采用传统变极绕组的变极电机在变极时出现的拖动转矩瞬间消失和变极冲击电流过大的问题。

本发明的基本构成方法如下：

1.绕组划分方法

将三相交流电机A、B、C三相互差120°电角度对称的绕组，每相分为标记为Y和Δ的两部分，其中Y部分绕组的每相又再分为2小段，每小段均有首、尾两个引出端，三相共6小段，分别记为A_Y1、A_Y2、B_Y1、B_Y2、C_Y1、C_Y2，每小段所含线圈个数为m(m＝0，1，2，…)，每小段均有两个引出端；Δ部分绕组的每相也再分为2小段，每小段也均有首、尾两个引出端，三相共6小段，分别记为A_Δ1、A_Δ2、B_Δ1、B_Δ2、C_Δ1、C_Δ2，每小段所含线圈个数为n(n＝1，2，3，…)。

2.绕组接线方法

先将上述Δ部分的6小段绕组按顺序A_Δ1、B_Δ2、C_Δ1、A_Δ2、B_Δ1、C_Δ2，首尾相联，成为一个具有6个结点的三相Δ形闭合环路，然后再将Y部分的6小段绕组中各小段的一个引出端，按顺序A_Y1、B_Y2、C_Y1、A_Y2、B_Y1、C_Y2依次分别与上述三相Δ形连接的6个结点相联结，Y部分的6小段绕组的另外的6个引出端，分别标记为D1、D2、D3、D4、D5、D6，如附图1所示，作为整个绕组的对外引出端线。

3.变极换接方法

如附图1所示接法的三相绕组，将引出端D1、D3、D5接入三相电网电源，而引出端D2、D4、D6悬空，三相绕组将呈现的极数为Q；当引出端D1、D3、D5仍接入三相电网电源的情况下，再将引出端D4、D6、D2分别与引出端D1、D3、D5相连接，即也投入三相电网电源，如附图2所示，这时三相绕组原来所呈现的极数Q消失，而呈现极数P。

本发明的基本原理说明如下：

如附图2所示接法的三相绕组，其每小段绕组均设计成可同时产生P和Q两种极数的磁势，但是，当其6个引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2并联一起接入三相电网电源时，每相绕组Y和Δ两部分各自所含的2小段，例如A相的A_Y1、A_Y2或A_Δ1、A_Δ2，分别产生的磁势，对极数P而言是同相的，而对极数Q而言是反相的，这样极数Q将完全被消除，三相绕组这时可看成是每相有并联两条支路的双星形串联三角形的并联联结，将只产生极数为P的旋转磁场；而当引出端D1、D3、D5接入三相电网电源，引出端D2、D4、D6从三相电网电源断开时，三相绕组这时变成为每相只有一条支路的单星形串联三角形接法，其中对每相绕组Y部分所含的2小段，仅接入一段，另一段则悬空，对每相绕组Δ部分所含的2小段，所产生的磁势对极数P而言，相位差为120°电角度，对极数Q而言则为60°电角度，由于对极数P相位差大而对极数Q相位差较小，这样极数Q磁势将较强，极数P磁势则将被大为削弱，三相绕组的旋转磁势主要呈现为极数Q。

本发明可用于谐波起动的感应电动机，这时电动机将有着很低的起动电流；也适合用于希望变极调速时不断电切换的变极感应电动机，这样可以避免由于断电变极切换造成的电磁拖动转矩瞬间消失或再次通电造成的过大二次冲击电流；及适合先低速起动再高速正常运行，或高速正常运行时进行不断电切换低速反接制动的场合。

附图1.D1、D2、D3、接电网产生极数Q的联接法；

附图2.a)绕组引出线接电网产生极数P或Q的联接法。

附图2.b)引出线D1、D2、D3、D4、D5、D6、接电网产生极数P的联接法。

附图2.c)引出线D1、D3、D5接电网产生极数Q的联接法。

下面是本发明一个具体实例。

槽数Z＝72，变极比P/Q＝8/6。

此例按附图2所示三相绕组作联结时，其各小段绕组所串联槽号如下(按图示箭头方向串联时，正槽号表示顺接串联线圈，负槽号表示反接串联线圈)

A_Y1：-65，-66，55，56，57，-46；A_Y2：29，30，-19，-20，-21，10；

B_Y1：61，62，63，-52，-53，-54；B_Y2：-25，-26，-27，16，17，18；

C_Y1：69，-58，-59，-60，49，50；C_Y2：-33，22，23，24，-13，-14；

A_Δ1：-15，4，5，6，-67，-68；A_Δ2：51，-40，-41，-42，31，32；

B_Δ1：11，12，-1，-2，-3，64；B_Δ2：-47，-48，37，38，39，-28；

C_Δ1：-7，-8，-9，70，71，72；C_Δ2：43，44，45，-34，-35，-36。

Claims (5)

1.一种用于变极、起动、调速的三相交流电机绕组，含有标记为Y和Δ的两个部分，其中Y部分绕组的每相分为2小段，每小段均有首、尾两个引出端，每小段所含线圈个数为m(m＝0，1，2，…)；Δ部分绕组的每相也分为2小段，每小段也均有首、尾两个引出端，每小段所含线圈个数为n(n＝1，2，3，…)；Y和Δ两部分各含6小段，总共含12小段，其联结方法为：将其中Δ部分的6小段绕组按三相顺序首尾相连而串联成为一个具有6个结点的三相Δ形闭合环路，然后再将Y部分6小段绕组中每一小段的一个引出端，也按三相顺序依次分别与上述三相Δ形连接的6个结点相联结，Y部分6小段绕组另外的6个引出端，按顺序分别标记为D1、D2、D3、D4、D5、D6，即作为整个三相绕组的对外引出端，当引出端D1、D3、D5接入三相电网电源，另外三个引出端D2、D4、D6悬空时，得到一个其极数为Q，的单星-三角联结的绕组，而当将引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2分别联结在一起后投入三相电网电源，则得到另一种极数为P的双星-三角联结的绕组。

2.一种按权利要求1所述的电机绕组联结方法，其特征在于Y部分所含线圈个数为0，这时变极绕组成为单Δ串联接法变双Δ并联接法，其中双Δ并联接法对应极数为P，单Δ串联接法对应极数为Q。

3.一种用于变极、起动、调速的三相交流电机绕组，其特征在于含有标记为Y和Δ的两个部分，其中Y部分绕组的每相分为2小段，每小段均有首、尾两个引出端，每小段所含线圈个数为m(m＝0，1，2，…)；Δ部分绕组的每相也分为2小段，每小段也均有首、尾两个引出端，每小段所含线圈个数为n(n＝1，2，3，…)；Y和Δ两部分各含6小段，总共含12小段，将其中Δ部分的6小段绕组按三相顺序首尾相连而串联成为一个具有6个结点的三相Δ形闭合环路，然后再将Y部分6小段绕组中每一小段的一个引出端，也按三相顺序依次分别与上述三相Δ形连接的6个结点相联结，Y部分6小段绕组另外的6个引出端，按顺序分别标记为D1、D2、D3、D4、D5、D6，即作为整个三相绕组的对外引出端，当引出端D1、hD3、D5接入三相电网电源，另外三个引出端D2、D4、D6悬空时，得到一个其极数为Q，的单星-三角联结的绕组，而当将引出端D1和D4、D3和D6、D5和D2分别联结在一起后投入三相电网电源，则得到另一种极数为P的双星-三角联结的绕组。

4.一种按权利要求3所述的电机绕组，其特征在于Y部分所含线圈个数为0，这时变极绕组成为单Δ串联接法变双Δ并联接法，其中双Δ并联接法对应极数为P，单Δ串联接法对应极数为Q。

5.一种按权利要求3所述的电机绕组方案，该方案是槽数为Z＝72，变极比为P/Q＝8/6双层绕组。其特征在于A、B、C三相槽号在Y和Δ两部分中分配如下：

A_Y1：-65，-66，55，56，57，-46；A_Y2：29，30，-19，-20，-21，10；

B_Y1：61，62，63，-52，-53，-54；B_Y2：-25，-26，-27，16，17，18；

C_Y1：69，-58，-59，-60，49，50；C_Y2：-33，22，23，24，-13，-14；

A_Δ1：-15，4，5，6，-67，-68；A_Δ2：51，-40，-41，-42，31，32；

B_Δ1：11，12，-1，-2，-3，64；B_Δ2：-47，-48，37，38，39，-28；

C_Δ1：-7，-8，-9，70，71，72；C_Δ2：43，44，45，-34，-35，-36。