CN201369655Y

CN201369655Y - 一种4极三相异步电动机

Info

Publication number: CN201369655Y
Application number: CNU2009201151728U
Authority: CN
Inventors: 余海刚
Original assignee: 沈建生
Current assignee: Chuangxin Electrical Motor Co., Ltd. Shangyu of Zhejiang
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2019-03-12

Abstract

本实用新型公开了一种4极三相异步电动机，包括定子铁心、绕置在定子槽中的定子绕组；其中定子绕组型式为双层叠绕且并联路数为4，定子槽个数为36或60，每极每相槽数为3或5，均为奇数；定子绕组的节距为短节距；定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，且每一个极相组中分布在各个槽中的导体数不完全相等。本实用新型一种4极三相异步电动机实现了4并联支路的平衡及三相绕组之间的平衡，达到每槽导体数接近于奇数、电机综合性能指标理想的设计要求。

Description

一种4极三相异步电动机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，尤其是一种4极三相异步电动机。

背景技术

众所周知，三相异步电动机定子的每槽导体数是一个非常重要的参数，它直接影响到电机的性能指标，例如：效率、功率因数、堵转转矩、堵转电流、最大转矩等。通常会有这种情况，通过设计计算发现：电机综合性能指标最好时的定子每槽导体数为小数或为奇数或接近于奇数。这时，常用的技术手段是增加绕组并联路数，这样可以使每槽导体数由小数变为整数或接近整数，或使每槽导体数由奇数变成偶数，或者舍弃双层绕组形式用单层绕组代替。

一般地，采用双层绕组的优点是：可以通过绕组短距的形式以消除或消弱电机磁场中的高次谐波，从而减小电机的噪声和振动。例如：对于定子槽数为36的4极电机，其整距为36/4＝9槽，常采用绕组节距为7或8，即短距比为7/9或8/9，用以削弱电机气隙磁场中影响最严重的5、7次谐波；同理，对于定子槽数为60的4极电机，其整距为60/4＝15槽，常采用绕组节距为12或13，即短距比为12/15或13/15。

对于4极三相异步电动机，中小型三相异步电动机的定子绕组型式一般有：单层链式、单层同心、单层交叉、双层叠绕；当每极每相槽数奇数而采用单层绕组，则4并联支路中的线圈数不能相等，不能实现4并联支路的平衡，电机运行时两支路之间就会产生环流，导致电机电流增大、绕组发热严重、缩短电机寿命直至烧毁。当每极每相槽数奇数而采用双层叠绕时，则4并联支路中的线圈数虽然相等但线圈中的导体数及导体相位角存在差异也不能实现4并联支路的平衡。

定子的所有槽内的导体数之和除以定子槽的个数为定子绕组每槽等效导体数。设定子绕组的某一槽内的导体数为偶数，则导体数为奇数的定子槽内的导体数为导体数为偶数的定子槽内的导体数加1或减1；设导体数为偶数的定子槽的内的导体数为“偶”，设导体数为奇数的定子槽的内的导体数为“奇”，则“奇”＝“偶”+1或“奇”＝“偶”-1，定子绕组每槽的基本导体数为“奇”+“偶”。

参见附图，图1a为定子冲片槽数为36单层链式绕组的4极4路线路图(仅画出了U相)，从图中可见，U相的四并联支路中的两支路U11-U12、U31-U32各有2个线圈，即4个导体边；四并联支路中的另两路U21-U22、U41-U42各有1个线圈，即2个导体边；显然，四支路不对称。

图1b为定子冲片槽数为60单层链式绕组的4极4路线路图(仅画出了U相)，从图中可见，U相的四并联支路中的两支路U11-U12、U31-U32各有3个线圈，即6个导体边；四并联支路中的另两路U21-U22、U41-U42各有2个线圈，即4个导体边；显然，四支路不对称。

如图2a所示，电动机定子槽的个数为36(定子槽序号参见图中C部分)，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为7，相数共有三个，分别为U相、V相、W相，依次排列(参见图中A部分)，每一个极相组可以成为四并联支路中的一路。双层叠绕的定子绕组的第一层(即上层，参见图中B部分)的1～36个槽中的导体数分别为“奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶”；双层叠绕的定子绕组的第二层(即下层，参见图中D部分)的1～36个槽中的导体数分别为“偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇、偶、奇”。定子绕组槽中的第一层导线跨节距绕到定子绕组槽中的第二层上。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为8、9、10的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为10、11、12的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为17、18、19的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为19、20、21的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为26、27、28的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为28、29、30的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为35、36、1的槽中的第二层上；四并联支路中的线圈数虽然相等但线圈中的导体数及导体相位角存在差异，不能实现四并联支路的平衡，显然，四支路不对称。

如图2b所示，电动机定子槽的个数为36，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组，定子绕组的节距为8。如图2c所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组，定子绕组的节距为13。如图2d所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组，定子绕组的节距为12。这些绕组四并联支路中的线圈数虽然相等但线圈中的导体数及导体相位角存在差异，不能实现四并联支路的平衡，显然，四支路不对称。

三相异步电动机定子的每槽导体数是一个非常重要的参数，它直接影响到电机的性能指标，当每槽导体数为奇数或接近于奇数时，这时，由于每极每相槽数为奇数，用现有的绕组排列技术就无法实现4并联支路的对称，电机运行时四支路之间就会产生环流，导致电机电流增大、绕组发热严重、缩短电机寿命直至烧毁，无法获得电机综合性能指标理想的设计方案。

发明内容

本实用新型提供了一种4极三相异步电动机，较好地解决4极4路双层绕组电机目前存在的一些电机绕组的4路之间不对称的问题，本实用新型4极三相异步电动机的综合性能指标理想。

一种4极三相异步电动机，包括定子铁心、绕置在定子槽中的定子绕组；其中定子绕组型式为双层叠绕且并联路数为4，定子槽个数为36或60，每极每相槽数为3或5，均为奇数；所述的定子绕组的节距为短节距。

所述的定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，且每一个极相组中分布在各个槽中的导体数不完全相等，有的为偶数，有的为奇数。定子的所有槽内的导体数之和除以定子槽的个数为定子绕组每槽等效导体数。

设定子绕组的某一槽内的导体数为偶数，则导体数为奇数的定子槽内的导体数为导体数为偶数的定子槽内的导体数加1或减1；设导体数为偶数的定子槽的内的导体数为“偶”，设导体数为奇数的定子槽的内的导体数为“奇”，则“奇”＝“偶”+1或“奇”＝“偶”-1定子绕组每槽的基本导体数为“奇”+“偶”，则定子绕组每槽等效导体数为：基本导体数±1/q，其中q为每极每相槽数，例如60槽4极3相，q＝60/4/3＝5。

本实用新型4极三相异步电动机使定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，槽与槽之间的导体数不完全相等，实现了4并联支路的平衡及三相绕组之间的平衡，从而达到每槽导体数接近于奇数、电机综合性能指标理想的设计要求。

附图说明

图1a为定子槽数为36，单层绕组的4极4路接线示意图；

图1b为定子槽数为36，单层绕组的4极4路接线示意图；

图2a为定子槽数为36，双层叠绕绕组的4极4路的一种接线示意图；

图2b为定子槽数为36，双层叠绕绕组的4极4路的另一种接线示意图；

图2c为定子槽数为60，双层叠绕绕组的4极4路的一种接线示意图；

图2d为定子槽数为60，双层叠绕绕组的4极4路的另一种接线示意图；

图3为本实用新型4极三相异步电动机结构示意图；

图4a为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为36，采用双层叠绕绕组的4极4路的一种接线示意图；

图4b为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为36，采用双层叠绕绕组的4极4路的另一种接线示意图；

图4c为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为36，采用双层叠绕绕组的4极4路的第三种接线示意图；

图4d为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为36，采用双层叠绕绕组的4极4路的第四种接线示意图；

图4e为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为60，采用双层叠绕绕组的4极4路的一种接线示意图；

图4f为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为60，采用双层叠绕绕组的4极4路的另一种接线示意图；

图4g为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为60，采用双层叠绕绕组的4极4路的第三种接线示意图；

图4h为本实用新型4极三相异步电动机定子槽数为60，采用双层叠绕绕组的4极4路的第四种接线示意图；

具体实施方式

如图3所示，本实用新型4极三相异步电动机，包括定子铁心、绕置在定子槽中的定子绕组；其中定子绕组型式为双层叠绕且并联路数为4，定子槽的个数为36，每极每相槽数为3，为奇数；定子绕组的节距为短节距。定子绕组的具体绕法参见图4a。如图4a所示，电动机定子槽的个数为36，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为7，相数共有三个，分别为U相、V相、W相，依次排列，每一个极相组可以成为四并联支路中的一路。定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“奇、偶、奇”排列方式。双层叠绕的定子绕组的第一层的1～36个槽中的导体数分别为“奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇”；双层叠绕的定子绕组的第二层的1～36个槽中的导体数分别为“奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶、奇、奇、偶”。定子绕组槽中的第一层导线跨节距绕到定子绕组槽中的第二层上。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为8、9、10的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为10、11、12的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为17、18、19的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为19、20、21的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为26、27、28的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为28、29、30的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为35、36、1的槽中的第二层上，四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。

当导体数“偶”取10，导体数“奇”取11时(以下各图中均适用“偶”取10，“奇”取11)，则本实施例中每槽等效导体数为21.3333。

如图4b所示，电动机定子槽的个数为36，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为8，U相的一个包括槽号为1、2、3的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为9、10、11的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为10、11、12的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为18、19、20的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为19、20、21的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为27、28、29的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为28、29、30的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为36、1、2的槽中的第二层上，四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为21.3333。

如图4c所示，电动机定子槽的个数为36，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为7，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“偶、奇、偶”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为8、9、10的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为10、11、12的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为17、18、19的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为19、20、21的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为26、27、28的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为28、29、30的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为35、36、1的槽中的第二层上，四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为20.6667。

如图4d所示，电动机定子槽的个数为36，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为8，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“偶、奇、偶”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为9、10、11的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为10、11、12的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为18、19、20的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为19、20、21的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为27、28、29的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为28、29、30的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为36、1、2的槽中的第二层上，四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为20.6667。

如图4e所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为13，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“奇、偶、奇、偶、奇”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3、4、5的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为14、15、16、17、18的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为16、17、18、19、20的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为29、30、31、32、33的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为31、32、33、34、35的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为44、45、46、47、48的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为46、47、48、49、50的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为59、60、1、2、3的槽中的第二层上；四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为21.2。

如图4f所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为12，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“奇、偶、奇、偶、奇”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3、4、5的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为13、14、15、16、17的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为16、17、18、19、20的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为28、29、30、31、32的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为31、32、33、34、35的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为43、44、45、46、47的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为46、47、48、49、50的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“奇、偶、奇、偶、奇”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为58、59、60、1、2的槽中的第二层上；四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为21.2。

如图4g所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为13，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“偶、奇、偶、奇、偶”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3、4、5的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为14、15、16、17、18的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为16、17、18、19、20的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为29、30、31、32、33的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为31、32、33、34、35的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为44、45、46、47、48的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为46、47、48、49、50的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为59、60、1、2、3的槽中的第二层上；四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为20.8。

如图4h所示，电动机定子槽的个数为60，采用双层叠绕的4极4路线圈的定子绕组。定子绕组的节距为12，定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，均为“偶、奇、偶、奇、偶”排列方式。以U相为例说明，U相的一个包括槽号为1、2、3、4、5的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为13、14、15、16、17的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为16、17、18、19、20的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为28、29、30、31、32的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为31、32、33、34、35的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为43、44、45、46、47的槽中的第二层上；U相的一个包括槽号为46、47、48、49、50的槽的极相组绕组的第一层排列方式为“偶、奇、偶、奇、偶”，分别跨节距绕到定子绕组的槽号为58、59、60、1、2的槽中的第二层上；四并联支路中的线圈数相等、线圈中的导体数及导体相位角也相同，故能实现四并联支路的平衡，显然，四支路对称。每槽等效导体数为20.8。

Claims

1、一种4极三相异步电动机，包括绕置在定子槽中的定子绕组，其特征在于：定子绕组型式为双层叠绕且并联路数为4，定子槽个数为36或60，所述的定子绕组的每一个极相组的导体排列方式都相同，且每一个极相组中分布在各个槽中的导体数不完全相等。

2、如权利要求1所述的4极三相异步电动机，其特征在于：所述的定子绕组的节距为短节距。