CN217036874U - 一种单抽头的电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电机设计与制作技术领域，具体涉及一种单抽头的电机,电机绕组结构为定子双层整距绕组，所述定子双层绕组为定子槽内的绕组为双层，以区别于单层绕组，绕组的跨距为整距，以区别于短距,每相绕组带一个中间抽头，把绕组分为匝数相等的两半，所述中间抽头的作用是提供一个绕组电气连接点，使得绕组除了全绕组工作外，也可以半绕组工作；有益效果为：槽内上下层线圈一定属于同一相，这样切掉负相带线圈后，槽内磁动势原来为0的继续为0，所有不为0的变为切换前的一半，整个磁动势波形只发生比例变化，相位不会变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机设计与制作技术领域，具体涉及一种单抽头的电机。
背景技术
对于永磁同步电机同时满足低速大转矩和高速大功率的输出需求，可以采用可变绕组技术，即电机低速输出大转矩时采用全绕组工作，而高速输出大功率时采用半绕组工作。
根据电机原理，电机的电磁转矩矢量Tem等于磁链矢量Ψ与电流矢量I的叉乘，即Tem＝Ψ×I。从数值上磁链Ψ等于绕组匝数N与磁通Φ的乘积，即Ψ＝NΦ，这样对于低速大转矩工况可以采用增加绕组匝数N的方式来增加磁链Ψ，在使得电磁转矩可以更大的同时，也可以使电流保持相对较小的数值，从而使控制器的容量相对较小，以节约成本。
对于高速大功率工况，需要电机绕组匝数较少以使得其电感较小，既可以保证足够大的峰值功率的输出，又可以减轻控制器输出大的弱磁电流的负担，从而可以降低控制器输出电流，也使得控制器的容量相对较小。
上述两种工况对电机绕组匝数的要求是相反的，于是用可变绕组技术来解决这一问题，在低速大转矩时电机用全绕组来工作，在高速大功率时电机切换到半绕组来工作，既满足了对电机输出更大峰值转矩的需求，又可以保证电机即使在最高速时也能输出足够大的峰值功率，同时还可以得到较小的控制器容量的好处。
全绕组到半绕组的切换依靠绕组设置中间抽头来实现，常见的双层短距绕组方案在切换前后有可能出现电流产生的磁动势发生相位突变的情况，从而对电机在切换前后的平稳运行产生不利影响。使用双层整距绕组方案可以彻底杜绝这种情况的发生。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的不足,提供一种单抽头的电机，可以保证电机平稳的运行。
为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
一种单抽头的电机，包括定子，所述定子上设有定子槽，所述定子槽内匹配有定子绕组，其特征在于:所述定子绕组设为整距绕组，以区别于短距绕组，整距绕组的使用可以在绕组从全绕组到半绕组切换时，保证电流产生的磁动势不会发生相位突变，从而保证绕组切换前后电机的平稳运行；且所述定子绕组在定子槽内布置为双层绕组结构，以区别于单层绕组。
进一步的，所述定子绕组采用三相绕组，其中在每相绕组上分别设有用于绕组电气连接点的中间抽头，所述中间抽头将绕组分为两部分。使得绕组除了全绕组工作外，也可以半绕组工作。
进一步的，所述中间抽头设于每相绕组的中间，中间抽头将该相绕组分为匝数相等的两部分。
所述定子槽内双层绕组的线圈，其上下两层线圈处于同一相。样切掉负相带线圈后，槽内磁动势原来为0的继续为0，所有不为0的变为切换前的一半，整个磁动势波形只发生比例变化，相位不会变化。
和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：普遍采用的双层短距绕组的好处是可以削弱5、7次等低次谐波电动势和谐波磁动势，从而提高电机的运行性能。但是双层短距绕组用于可变绕组技术时有缺陷，即从全绕组到半绕组进行切换时有可能发生电流产生的磁动势相位突变，使得电机转速、转矩产生波动；而本实用新型采用双层整距绕组，则可以避免上述问题，见图3，槽内上下层线圈一定属于同一相，这样切掉负相带线圈后，槽内磁动势原来为0的继续为0，所有不为0的变为切换前的一半，整个磁动势波形只发生比例变化，相位不会变化。
附图说明
为了更加清晰的理解本实用新型，通过结合说明书附图与示意性实施例，进一步介绍本公开，附图与实施例是用来解释说明，并不构成对公开的限定。
图1是8极48槽的槽电动势星形图；
图2是8极48槽双层短距绕组的磁动势分布图；
图3是8极48槽双层整距绕组的磁动势分布图；
图4是单抽头绕组接线示意图。
具体实施方式
以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种单抽头的电机，如图4所示，电机绕组结构为定子双层整距绕组，所述定子双层绕组为定子槽内的绕组为双层，以区别于单层绕组，每相绕组带一个中间抽头，把绕组分为匝数相等的两半，两个半绕组分别属于正相带和负相带,所述中间抽头的作用是提供一个绕组电气连接点，使得绕组除了全绕组工作外，也可以半绕组工作。
电机绕组结构在于使用整距绕组，以区别于短距绕组，整距绕组的使用可以在绕组从全绕组到半绕组切换时，保证电流产生的磁动势不会发生相位突变，从而保证绕组切换前后电机的平稳运行。
如图1和图2所示，以8极48槽电机为例，图1为8极48槽的槽电动势星形图， A、B、C为电机三相，同时也代表三相正相带，X、Y、Z为A、B、C对应的负相带，数字编号为槽的编号。
由图1槽与相带的对应关系得到图2双层短距绕组的磁动势分布，其中短距线圈的跨距为5，选的电流时刻为iA＝Imcos(90°)＝0，iB＝Imcos(90°-120°)＝0.866Im， iC＝Imcos(90°-240°)＝-0.866Im。以1号槽为例，槽上层标为A，代表槽内上层的线圈属于A相带，槽下层标为X，代表槽内下层的线圈属于X相带。圆圈、方块、三角符号分别代表A、B、C三相，符号中的点代表电流方向垂直纸面向外，符号中的叉代表电流方向垂直纸面向内。wy为槽内单层线圈匝数，这里为方便令wy＝1。wyIm定义为槽内电流安匝数与Im的比值。τ为极距。
图2中上面的磁动势图形为全绕组工作时的情况，下面的磁动势图形为半绕组工作时的情况，半绕组工作即意味着属于负相带X、Y、Z的线圈中电流为0。从图2可以看出，从全绕组工作到半绕组工作，电流产生的磁动势轴线跳跃了半个槽距，即发生了相位突变。
如图3所示，槽内上下层线圈一定属于同一相，这样切掉负相带线圈后，槽内磁动势原来为0的继续为0，所有不为0的变为切换前的一半，整个磁动势波形只发生比例变化，相位不会变化。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种单抽头的电机，包括定子，所述定子上设有定子槽，所述定子槽内匹配有定子绕组，其特征在于:所述定子绕组设为整距绕组，且所述定子绕组在定子槽内布置为双层绕组结构。
2.如权利要求1所述的单抽头的电机，其特征在于：所述定子绕组采用三相绕组，其中在每相绕组上分别设有用于绕组电气连接点的中间抽头，所述中间抽头将绕组分为两部分。
3.如权利要求2所述的单抽头的电机，其特征在于：所述中间抽头设于每相绕组的中间，中间抽头将该相绕组分为匝数相等的两部分。
4.如权利要求2或3所述的单抽头的电机，其特征在于：所述定子槽内双层绕组的线圈，其上下两层线圈处于同一相。
Priority Applications (1)
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| CN202220055305.2U CN217036874U (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种单抽头的电机 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN217036874U true CN217036874U (zh) | 2022-07-22 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
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2022
- 2022-01-10 CN CN202220055305.2U patent/CN217036874U/zh active Active
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