CN202160019U - 一种变极多速电机定子 - Google Patents

Abstract

一种变极多速电机定子，涉及一种中大型变极多速电机的定子。目前大型变极多速电机的定子存在以下问题：电机一端引线密布，散热性能差；易因重心偏离而造成振动大，电机绝缘易于失效和出现事故，电机寿命短；电机绕组端部引接线占用空间大，不利于电机后续装配，制约电机性能提升和体积压缩。本实用新型特征在于：一铁芯槽中并排放置两独立的第一绕组和第二绕组，其中第一绕组从电机的轴伸端出线，第二绕组从电机非轴伸端出线，所述的第一绕组和第二绕组均为硬绕组。两独立的硬绕组可实现变极多速运转，电机的两端出线，受力均衡，振动小，增加电机寿命，嵌线方便、接线简单、安全可靠，有助于变极多速电机向高电压、大容量、小体积方向发展。

Description

一种变极多速电机定子

技术领域

本实用新型涉及一种中大型变极多速电机的定子。

背景技术

目前，异步电动机的调速方法主要有变频调速、变转差调速和变极调速。变频或变转差调速都需附加外在的调速设备，如变频器、变阻柜等，因此不可避免的存在着调速成本高、能量损耗大和安全系数低等弊端。变极调速的最大优点是：易于控制、可靠性强、经久耐用，且节能降本效果明显，特别适合驱动并不要求平滑调速的工况使用，如：大多数的风机、泵类负载。

采用变极调速方法制作的电机我们称之为“变极多速电机”。

近年变极多速电机主要局限于低压小型领域，通常都是采用从一端接线的单套或双套软绕组，因软绕组形状可塑性大，故在小电机方面实际应用时并未碰到太大的难题。中大型电机往往需考虑电流、电压、绝缘、制作工艺等因素，绕组往往采用硬绕组型式，即先将线圈制作成特定的空间形状，然后嵌入定子铁芯槽内。出于对电机通风冷却、耐压耐晕、电气安全和绝缘包扎空间等方面的考虑，线圈与线圈、线圈与引线、引线与引线间需设计一定的间隙，这些不可忽视的间隙会造成线圈端部、引接线占用空间增大。对于中大型多速电机来说，该现象更为突出。

目前中大型多速电机无论是单绕组型式或双绕组型式，都是采用一端出线的方式，为了实现不同极的变换，线圈端部的引线、连接线、电缆等较普通电机多很多，不可避免的造成以下弊病：

1.电机一端引线密布，对低压电机会严重影响电机的散热性能。对高压电机，还会造成电气安全隐患。

2.由于电机带电运行时绕组端部往往处于振动状态，当电机引接线集中、重量增加，这会加速线圈引线根部的绝缘疲劳破损，造成电机绝缘失效，缩短电机寿命，或招致安全隐患。

3.电机绕组端部引接线占用空间大，造成电机内部空间紧张，这十分不利于电机后续装配，并严重制约了电机性能提升和体积压缩。

以上现象已经严重制约了中大型变极多速电机发展。

由此可见，针对中大型变极多速电机，发明一种新的便利可靠的绕组型式尤其重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种变极多速电机定子，以达到嵌线方便、接线简单、安全可靠、空间紧凑目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种变极多速电机定子，包括定子铁芯、嵌于铁芯槽中的绕组，其特征在于：一铁芯槽中并排放置两独立的第一绕组和第二绕组，其中第一绕组从电机的轴伸端出线，第二绕组从电机非轴伸端出线，所述的第一绕组和第二绕组均为硬绕组。两独立的硬绕组可实现变极多速运转，电机的两端出线，受力均衡，振动小，可有效增加电机寿命，嵌线方便、接线简单、安全可靠、空间紧凑，有助于变极多速电机向高电压、大容量、小体积方向发展。 

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

第一绕组及第二绕组均可通过端部接线后获得一种或两种不同的极数，第一绕组和第二绕组组合可获得两种或两种以上的极数。

第一绕组和第二绕组并排置于定子铁芯槽内，两者的上层边靠近一铁芯槽的槽口，下层边靠近另一铁芯槽的槽底。

第一绕组和第二绕组单独包扎形成两独立且可并排叠放的第一小线圈和第二小线圈。

所述的铁芯槽为半开口槽或开口槽，槽内并排放置第一小线圈和第二小线圈。

第一绕组和第二绕组并排叠放后整体包扎形成内部独立且外形同体的大线圈。

所述的铁芯槽为开口槽，槽内放置由两独立的第一绕组和第二绕组整体包扎形成的大线圈。

有益效果：两独立的硬绕组可实现变极多速运转，电机的两端出线，受力均衡，振动小，可有效增加电机寿命，嵌线方便、接线简单、安全可靠、便于装配，有助于变极多速电机向高电压、大容量、小体积方向发展。

附图说明

图1.1 是双绕组刚绕制完的梭形结构示意图。

图1.2 是双绕组换头叠放后的梭形结构示意图。

图1.3 是双绕组涨形后侧视结构示意图。

图1.4 是双绕组涨形后的俯视结构示意图。

图1.5 是第一绕组涨形后俯视结构图。

图1.6 是第二绕组涨形后俯视结构图。

图1.7是第一、第二绕组整体包扎后的结构示意图。

图2 是本实用新型嵌线示意图。

图3.1 是两绕组在铁芯槽内排布的一种截面示意图。

图3.2是两绕组在铁芯槽内排布的另一种截面示意图。

图4是两绕组嵌线并接线后的结构示意图。

图中：1-定子铁芯，2-铁芯槽，Ⅰ-第一绕组，Ⅱ-第二绕组，3-大线圈，4-第一小线圈，5-第二小线圈，6-第一绕组相内连线，7-第一绕组极间连线，8-第一绕组引线电缆，9-第二绕组相内连线，10-第二绕组极间连线，11-第二绕组引线电缆，12-上层边，13-下层边，14-端部。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图3.1、3.2、4所示，本实用新型包括定子铁芯1、嵌于铁芯槽2中绕组，一铁芯槽2中并排放置两独立的第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ，其中第一绕组Ⅰ从电机的轴伸端出线，第二绕组Ⅱ从电机非轴伸端出线，所述的第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ均为硬绕组。第一绕组Ⅰ及第二绕组Ⅱ均可通过端部14接线后获得一种或两种不同的极数，第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ组合可获得两种或两种以上的极数。

如图2所示，第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ并排置于定子铁芯1槽内，两者的上层边12靠近一铁芯槽2的槽口，下层边13靠近另一铁芯槽2的槽底。

第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ单独包扎形成两独立且可并排叠放的第一小线圈4和第二小线圈5；也可将第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ并排叠放后整体包扎形成内部独立且外形同体的大线圈3，如图1.7所示。当铁芯槽2为半开口槽时，槽内并排放置第一小线圈4和第二小线圈5，如图3.1所示。铁芯槽2为开口槽，槽内放置由第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ单独包扎形成两独立的第一小线圈4和第二小线圈5或由两独立的第一绕组Ⅰ和第二绕组Ⅱ整体包扎形成的大线圈3，如图3.2所示。

绕组加工及装配方法：

1.如图1.1所示，在绕线机上，借用同一副绕线模具，同时将不同极数用到的电磁线并排绕制成形状相同（基本等高）的两套梭形线圈，并预留一定长度的首、尾引线，其中第一绕组Ⅰ标记为“Ⅰ”，第二绕组Ⅱ标记为“Ⅱ”；

2.如图1.2所示，将卸下的两个并排线圈，取其中一个颠倒放置，使第一绕组Ⅰ引线朝左，第二绕组Ⅱ引线朝右，并完全叠放整齐，得到两端出线的梭形线圈；

3.如图1.3、图1.4所示，将两端出线的梭形线圈在拉形机上拉制成形状相同的空间形状，并在复型模具上精确整形至图纸要求；

若电磁设计要求两套独立绕组为彼此分离型，则将图1.4得到的线圈分裂为两个小线圈，如图1.5、图1.6所示，并单独进行绝缘包扎；若电磁设计要求两套独立绕组为共主绝缘型，则将图1.4得到的线圈直接进行绝缘包扎，形成图1.7所示的大线圈3；

4.按图2的位置，将两绕组按照一定的次序（电磁方案中规定）并排嵌入定子铁芯1槽内，上层边12靠近铁芯槽2口，下层边13靠近铁芯槽2底，上层边12、下层边13相互间及与槽的绝缘方式按同电压等级的普通电机绝缘规范进行。

当冲片采用半开口槽时，第一绕组Ⅰ与第二绕组Ⅱ应能彼此分离，并按图3.1的排列方式嵌入铁芯槽2内；当冲片采用开口槽时，两套绕组Ⅰ与线圈Ⅱ可制成彼此分离型或共主绝缘型，并按图3.2的排列方式嵌入铁芯槽2内。

绕组嵌入铁芯槽2内并进行必须的固定后，两绕组单独进行接线，包括第一绕组Ⅰ相内连线6、第一绕组Ⅰ极间连线7、第一绕组Ⅰ引线电缆8连接、第二绕组Ⅱ相内连线9、第二绕组Ⅱ极间连线10、第二绕组Ⅱ引线电缆11连接，即按每一绕组的变极方案的端部14接线图将第一绕组Ⅰ、第二绕组Ⅱ分别连接成彼此独立的单速或多速电机变极方案，如图4所示。

以上图1-4所示的一种变极多速电机定子是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。 

Claims (7)

1.一种变极多速电机定子，包括定子铁芯（1）、嵌于铁芯槽（2）中的绕组，其特征在于：一铁芯槽（2）中并排放置两独立的第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ），其中第一绕组（Ⅰ）从电机的轴伸端出线，第二绕组（Ⅱ）从电机非轴伸端出线，所述的第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）均为硬绕组。

2.根据权利要求1所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：第一绕组（Ⅰ）及第二绕组（Ⅱ）均可通过端部（14）接线后获得一种或两种不同的极数，第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）组合可获得两种或两种以上的极数。

3.根据权利要求2所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）并排置于定子铁芯（1）槽内，两者的上层边（12）靠近一铁芯槽（2）的槽口，下层边（13）靠近另一铁芯槽（2）的槽底。

4.根据权利要求3所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）单独包扎形成两独立且可并排叠放的第一小线圈（4）和第二小线圈（5）。

5.根据权利要求4所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：所述的铁芯槽（2）为半开口槽或开口槽，槽内并排放置第一小线圈（4）和第二小线圈（5）。

6.根据权利要求3所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）并排叠放后整体包扎形成内部独立且外形同体的大线圈（3）。

7.根据权利要求6所述的一种变极多速电机定子，其特征在于：所述的铁芯槽（2）为开口槽，槽内放置由两独立的第一绕组（Ⅰ）和第二绕组（Ⅱ）整体包扎形成的大线圈（3）。

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