CN203608053U - 一种4/10极双绕组双速三相异步电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种4/10极双绕组双速三相异步电动机，包括对应4极和10极的两套定子绕组；两套定子绕组采用Y型或Δ型接法，其中4极定子绕组的并联路数为1路或2路，10极定子绕组的并联路数为1、2或5路。本实用新型通过对线圈组的正确连接，使4极定子绕组与10极定子绕组共有Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y、Δ/2Δ、Y/2Y、Y/2Δ、Δ/2Y、Δ/5Δ、Y/5Y、Y/5Δ、Δ/5Y、2Δ/Δ、2Y/Y、2Y/Δ、2Δ/Y、2Δ/2Δ、2Y/2Y、2Y/2Δ、2Δ/2Y、2Δ/5Δ、2Y/5Y、2Y/5Δ、2Δ/5Y二十四种接线方式供设计选择，丰富了设计方案的可选种类。
Description
技术领域
本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种4/10极双绕组双速三相异步电动机。
背景技术
众所周知，三相异步电动机定子的接法（Δ或Y）、并联路数（1、2、3...）及每槽导体数是非常重要的参数，它直接影响到电机的各项性能指标，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绕组，是某一种接法、某一个并联路数、某一种线圈匝数的最佳组合。
如图1所示，现有技术的4/10极双绕组双速电机的绕组接线方式只有Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y四种形式。如果某一极（例如10极）采用2路并联接法，当另一极（例如4极）通电时，则由于10极（此时为非工作极）的并联支路线圈中的感应电势的不平衡，在并联支路之间就产生环流，从而造成4极（工作极）的绕组波形匝间不良，电动机无法起动或运行，同时伴有异常的电磁噪声。
发明内容
本实用新型提供了一种4/10极双绕组双速三相异步电动机，较好地解决绕组接线方式单一、电动机综合性能指标不佳的问题。
一种4/10极双绕组双速三相异步电动机，包括对应4极和10极的两套定子绕组；两套定子绕组采用Y型或Δ型接法，其中4极定子绕组的并联路数为1路或2路，10极定子绕组的并联路数为1路、2路或5路，电动机的极相组按U、-W、V、-U、W、-V的顺序排列；
当4极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为2路，则对于4极定子绕组中任一相绕组，其两个正极线圈组串联成一个支路，两个负极线圈组串联成一个支路；
当10极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为2路，则对于10极定子绕组中任一相绕组，其五个正极线圈组串联成一个支路，五个负极线圈组串联成一个支路；
当10极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为5路，则对于10极定子绕组中任一相绕组，其电势角为0°和360°的线圈组串联成一个支路，电势角为72°和432°的线圈组串联成一个支路，电势角为144°和504°的线圈组串联成一个支路，电势角为216°和576°的线圈组串联成一个支路，电势角为288°和648°的线圈组串联成一个支路。
所述的4极定子绕组采用单层或双层绕组。
所述的10极定子绕组采用单层或双层绕组。
所述的两套定子绕组绕置于定子槽中。
所述的4极定子绕组与10极定子绕组的接线方式采用Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y、Δ/2Δ、Y/2Y、Y/2Δ、Δ/2Y、Δ/5Δ、Y/5Y、Y/5Δ、Δ/5Y、2Δ/Δ、2Y/Y、2Y/Δ、2Δ/Y、2Δ/2Δ、2Y/2Y、2Y/2Δ、2Δ/2Y、2Δ/5Δ、2Y/5Y、2Y/5Δ或2Δ/5Y。
本实用新型的有益效果为：对于4/10极双绕组双速三相异步电动机，通过对线圈组的正确连接，使4极定子绕组与10极定子绕组共有Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y、Δ/2Δ、Y/2Y、Y/2Δ、Δ/2Y、Δ/5Δ、Y/5Y、Y/5Δ、Δ/5Y、2Δ/Δ、2Y/Y、2Y/Δ、2Δ/Y、2Δ/2Δ、2Y/2Y、2Y/2Δ、2Δ/2Y、2Δ/5Δ、2Y/5Y、2Y/5Δ及2Δ/5Y二十四种接线方式供设计选择，丰富了设计方案的可选种类，拓展了设计空间，从而达到电动机综合性能指标理想的设计要求，为设计综合性能优异的4/10极双绕组双速三相异步电动机创造了条件。
附图说明
图1(a)为本实用新型4/10极并联路数为1/1，接线方式为Y/Y的定子绕组接线示意图。
图1(b)为本实用新型4/10极并联路数为1/1，接线方式为Δ/Y的定子绕组接线示意图。
图1(c)为本实用新型4/10极并联路数为1/1，接线方式为Δ/Δ的定子绕组接线示意图。
图1(d)为本实用新型4/10极并联路数为1/1，接线方式为Y/Δ的定子绕组接线示意图。
图2(a)为本实用新型4/10极并联路数为1/2，接线方式为Y/2Y的定子绕组接线示意图。
图2(b)为本实用新型4/10极并联路数为1/2，接线方式为Y/2Δ的定子绕组接线示意图。
图2(c)为本实用新型4/10极并联路数为1/2，接线方式为Δ/2Y的定子绕组接线示意图。
图2(d)为本实用新型4/10极并联路数为1/2，接线方式为Δ/2Δ的定子绕组接线示意图。
图3(a)为本实用新型4/10极并联路数为1/5，接线方式为Y/5Y的定子绕组接线示意图。
图3(b)为本实用新型4/10极并联路数为1/5，接线方式为Y/5Δ的定子绕组接线示意图。
图3(c)为本实用新型4/10极并联路数为1/5，接线方式为Δ/5Y的定子绕组接线示意图。
图3(d)为本实用新型4/10极并联路数为1/5，接线方式为Δ/5Δ的定子绕组接线示意图。
图4(a)为本实用新型4/10极并联路数为2/1，接线方式为2Y/Y的定子绕组接线示意图。
图4(b)为本实用新型4/10极并联路数为2/1，接线方式为2Δ/Y的定子绕组接线示意图。
图4(c)为本实用新型4/10极并联路数为2/1，接线方式为2Δ/Δ的定子绕组接线示意图。
图4(d)为本实用新型4/10极并联路数为2/1，接线方式为2Y/Δ的定子绕组接线示意图。
图5(a)为本实用新型4/10极并联路数为2/2，接线方式为2Y/2Y的定子绕组接线示意图。
图5(b)为本实用新型4/10极并联路数为2/2，接线方式为2Y/2Δ的定子绕组接线示意图。
图5(c)为本实用新型4/10极并联路数为2/2，接线方式为2Δ/2Y的定子绕组接线示意图。
图5(d)为本实用新型4/10极并联路数为2/2，接线方式为2Δ/2Δ的定子绕组接线示意图。
图6(a)为本实用新型4/10极并联路数为2/5，接线方式为2Y/5Y的定子绕组接线示意图。
图6(b)为本实用新型4/10极并联路数为2/5，接线方式为2Y/5Δ的定子绕组接线示意图。
图6(c)为本实用新型4/10极并联路数为2/5，接线方式为2Δ/5Y的定子绕组接线示意图。
图6(d)为本实用新型4/10极并联路数为2/5，接线方式为2Δ/5Δ的定子绕组接线示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案及其相关原理进行详细说明。
本实用新型4/10极双绕组双速三相异步电动机包括定子铁心、绕置在定子槽中的4极定子绕组和10极定子绕组；定子绕组的型式为双层叠绕或单层（根据定子槽数、极数的不同，为是单层链式、单层交叉式或单层同心式）。
如表1所示，电动机极相组按照U、-W、V、-U、W、-V...的顺序依次排列，对于4极60度相带绕组则依次为0°、60°、120°、180°、240°、300°、360°、420°、480°、540°、600°、660°。为了便于说明问题，仅选取U相绕组进行分析，显然，当4极电动机正常运行时60度相带绕组U相线圈组的电势矢量角依次为0°、180°、360°、540°。当10极通电运行时，4极绕组处于非工作状态，由于共用同一个定子铁心，所以10极时的槽电角是4极槽电角的10/4=2.5倍，此时4极的U相线圈组的电势则依次变成0°、450°（180*2.5=450，下同）、900°、1350°。
表1
| U | -W | V | -U | W | -V |
| 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 |
| 0 | 150 | 300 | 450 | 600 | 750 |
| U | -W | V | -U | W | -V |
| 360 | 420 | 480 | 540 | 600 | 660 |
| 900 | 1050 | 1200 | 1350 | 1500 | 1650 |
因U（0°）与U（900°）大小相等方向相反，二者可以合成为0；-U（450°）与-U（1350°）大小相等方向相反，二者也可以合成为0；这样，4极绕组可以将两个U连接成为一个支路，将两个-U连接组成另一条支路，如图4(c)和图5(c)所示；如此设计的4极2路接法因各支路在10极绕组通电时的合成电势为0，故不会产生环流，因而不会干扰10极绕组的匝间波形，使得10极能够可靠地运行。
当然，也可以将两个U及两个-U串联成一路，合成电势显然也为0。
本实用新型4/10极双绕组双速三相异步电动机，通过上述的连接组合，4极绕组的并联路数可以为1或2，可以接成Y，也可以接成Δ。
如表2所示，电动机极相组按照U、-W、V、-U、W、-V...的顺序依次排列，对于10极60度相带绕组则依次为0°、60°、120°、180°、240°、300°、360°、420°、480°、540°、600°、660°、720°、780°、840°、900°、960°、1020°、1080°、1140°、1200°、1260°、1320°、1380°、1440°、1500°、1560°、1620°、1680°、1740°。为了便于说明问题，仅选取U相绕组进行分析，显然，当10极电动机正常运行时60度相带绕组U相线圈组的电势矢量角依次为0°、180°、360°、540°、720°、900°、1080°、1260°、1440°、1620°。当4极通电运行时，10极绕组处于非工作状态，由于共用同一个定子铁心，所以4极时的槽电角是10极槽电角的4/10=0.4倍，此时10极的U相线圈组的电势则依次变成0°、72°（180*0.4=72，下同）、144°、216°、288°、360°、432°、504°、576°、648°。
表2
| U | -U | U | -U | -U |
| 0 | 180 | 360 | 540 | 720 |
| 0 | 72 | 144 | 216 | 288 |
| U | -U | U | -U | -U |
| 900 | 1080 | 1260 | 1440 | 1620 |
| 360 | 432 | 504 | 576 | 648 |
因U（0°）与-U（360°）大小相等方向相反，二者可以合成为0；-U（72°）与U（432°）大小相等方向相反，二者可以合成为0；U（144°）与-U（504°）大小相等方向相反，二者可以合成为0；-U（216°）与U（576°）大小相等方向相反，二者可以合成为0；U（288°）与-U（648°）大小相等方向相反，二者可以合成为0。这样，10极绕组可以将U（0°）与-U（360°）、-U（72°）与U（432°）、U（144°）与-U（504°）、-U（216°）与U（576°）、U（288°）与-U（648°）分别连接成为一个支路，如图3(b)和图6(b)所示；如此设计的10极5路接法因各支路在4极绕组通电时的合成电势为0，故不会产生环流，因而不会干扰4极绕组的匝间波形，使得4极能够可靠地运行。
如图2(d)和图5(d)所示，因U（0°）、U（144°）、U（288°）、U（432°）、U（576°）合成电势为0；-U（72°）、-U（216°）、-U（360°）、-U（504°）、-U（648°）合成电势也为0；故可以将U（0°）、U（144°）、U（288°）、U（432°）、U（576°）与U（72°）、-U（216°）、-U（360°）、-U（504°）、-U（648°）分别连接成为一个支路，如此设计的10极2路接法因各支路在4极绕组通电时的合成电势为0，故不会产生环流，因而不会干扰4极绕组的匝间波形，使得4极能够可靠地运行。
当然，也可以将因U（0°）、U（144°）、U（288°）、U（432°）、U（576°）、-U（72°）、-U（216°）、-U（360°）、-U（504°）、-U（648°）串联成一路，合成电势显然也为0。
本实用新型4/10极双绕组双速三相异步电动机，通过上述的连接组合，10极绕组的并联路数可以为1、2或5，可以接成Y，也可以接成Δ。
综上，本实用新型4/10极双绕组双速三相异步电动机，对于4极既可以设计成1路，又可以设计成2路，可以接成Δ，也可以接成Y；对于10极既可以设计成1路，又可以设计成2路或5路，可以接成Δ，也可以接成Y。因此如图1～6所示，可以有Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y、Δ/2Δ、Y/2Y、Y/2Δ、Δ/2Y、Δ/5Δ、Y/5Y、Y/5Δ、Δ/5Y、2Δ/Δ、2Y/Y、2Y/Δ、2Δ/Y、2Δ/2Δ、2Y/2Y、2Y/2Δ、2Δ/2Y、2Δ/5Δ、2Y/5Y、2Y/5Δ、2Δ/5Y共24种设计选择，极大地拓展了设计空间，为设计综合性能优异的4/10极双绕组双速三相异步电动机创造了条件。
Claims (6)
1.一种4/10极双绕组双速三相异步电动机，包括对应4极和10极的两套定子绕组；其特征在于：两套定子绕组采用Y型或Δ型接法，其中4极定子绕组的并联路数为1路或2路，10极定子绕组的并联路数为1路、2路或5路，电动机的极相组按U、-W、V、-U、W、-V的顺序排列；
当10极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为2路，则对于10极定子绕组中任一相绕组，其五个正极线圈组串联成一个支路，五个负极线圈组串联成一个支路；
当10极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为5路，则对于10极定子绕组中任一相绕组，其电势角为0°和360°的线圈组串联成一个支路，电势角为72°和432°的线圈组串联成一个支路，电势角为144°和504°的线圈组串联成一个支路，电势角为216°和576°的线圈组串联成一个支路，电势角为288°和648°的线圈组串联成一个支路。
2.如权利要求1所述的4/10极双绕组双速三相异步电动机，其特征在于：当4极定子绕组采用Δ型接法且并联路数为2路，则对于4极定子绕组中任一相绕组，其两个正极线圈组串联成一个支路，两个负极线圈组串联成一个支路。
3.如权利要求1所述的4/10极双绕组双速三相异步电动机，其特征在于：所述的4极定子绕组采用单层或双层绕组。
4.如权利要求1所述的4/10极双绕组双速三相异步电动机，其特征在于：所述的10极定子绕组采用单层或双层绕组。
5.如权利要求1所述的4/10极双绕组双速三相异步电动机，其特征在于：所述的两套定子绕组绕置于定子槽中。
6.如权利要求1所述的4/10极双绕组双速三相异步电动机，其特征在于：所述的4极定子绕组与10极定子绕组的接线方式采用Δ/Δ、Y/Y、Y/Δ、Δ/Y、Δ/2Δ、Y/2Y、Y/2Δ、Δ/2Y、Δ/5Δ、Y/5Y、Y/5Δ、Δ/5Y、2Δ/Δ、2Y/Y、2Y/Δ、2Δ/Y、2Δ/2Δ、2Y/2Y、2Y/2Δ、2Δ/2Y、2Δ/5Δ、2Y/5Y、2Y/5Δ或2Δ/5Y。
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