CN2337711Y - 单三相异步电动机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电机技术领域。一种不受电源相数限制，能在单相或三相电源等效通用的异步电动机。它是在已有的电机壳内定子上装有三套绕组，十条引线，通过改变接线盒的连接片接法，即可将三相和单相绕组互为转换。具有功率大，转矩高，过载能力强，能替代YC、YL、YS系列电机，具有一机多能的功效。

Description

单三相异步电动机
本实用新型涉及一种不受电源相数限制，能在单相220V或三相380V电源等效实用的单三相异步电动机。
目前，公知的单三相两用电动机是在普通三相电机绕组△形或丫形接线基础上，将第一、二相引线连接单相电源，第三相引线端与电容器和第二相引线端连接构成单相电容运行电动机。虽然可作为单相电动机使用，但是存在三个问题：一是出力太小，仅有三相功率的40～50％；二是转矩太低，起动困难，过载能力差；三是成本高，不经济，不适宜作为商品生产。
本实用新型的目的是提供一种新型的单三相异步电动机，它不仅适用于单相或三相电源，能替代YC(CO2)、YL(EO2)、YS和丫系列异步电动机，而且功率不降低、造价不高，转矩大，过载能力强，能达到相应的标准产品水平。尤其作为单相电容起动电动机比标准产品YC系列同规格的电动机功率提高一个功率等级；在起动或制动过程中能承受较大的堵转电流，持续时间比同类产品延长2～3倍，有效地减少意外发生堵转造成烧毁绕组的危险。
本实用新型的目的是这样实现的：在定子铁心上嵌装单层或单双层线圈结构型式的三套绕组即U、W、V相绕组，其中以V相为基准，设其支路数为1，线圈为整数匝，单根导线绕制。其余U、W相和V相绕组参数不同，有两种结构方式：并股式——支路数为1，等截面导线，两股并绕线圈，匝数等于V相之半。并圈式——支路数为2，线规和匝数同V相。
无论并股式或并圈式结构均需由定子绕组引出10条接线连接到接线盒内的接线板上。通过改变连接片的接法，把U相和W相绕组合成为主绕组，V相变为付绕组，即由三相绕组等效地转换为单相绕组。当绕组通过电流时，产生磁势恰好符合椭圆形或圆形磁场的条件。
由于采取上述方案，能使单三相绕组参数完全符合标准产品设计，各项性能指标均达到相应标准水平。具有单三相通用，一机多能的功效。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1-1、1-2是本实用新型的电路原理图。图2-1、2-2是接线板的连接片接法图。图3-1、3-2是2极24槽单三相绕组展开图。图4是4极、36槽单三相绕组展开图。图5是6极、36槽单三相绕组展开图。
在图1-1中，表示转换为单相并股式(或并圈式)绕组电路原理图。U相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(1)与第二股导线(或第二支路)线圈(2)并联，W相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(3)与第二股导线(或第二支路)线圈(4)并联，U相和W相绕组的尾端全部电连接，其两个首端11、31作为单相电动机出线端。付绕组(5)、起动电容器(6)、离心开关(7)串连接。付绕组(5)及离心开关(7)的另一端分别和出线端11、31电连接组成电容起动异步电动机电路。起动电容器(6)与付绕组(5)的连接点和出线端31并联运行电容器(8)组成双值电容异步电动机电路。
在图1-2中，表示转换为三相绕组电路原理图。U相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(1)和第二股导线(或第二支路)线圈(2)串联；W相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(3)和第二股导线(或第二支路)线圈(4)串联。U相、W相、V相绕组尾端电连接为零点，各相首端作为出线端，组成三相异步电动机电路。
在图2-1中，U相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(1)首端标志为11，其尾端为41，第二股导线(或第二支路)线圈(2)首端标志为12，其尾端为42；W相绕组第一股导线(或第一支路)线圈(3)首端标志为31，其尾端为61，第二股导线(或第二支路)线圈(4)首端标志为32，其尾端为62；V相绕组首端标志为20，尾端50。各相绕组线端(或支路端)均按其首尾标志与接线板上端子标志对应电连接。端子42与端子62电连接。端子30、起动电容器(8)、离心开关(7)与端子31电连接。端子11和端子31为电源220V出线端。利用连接片(9)，分别连接端子11-12、41-42、31-32、61-62、11-20、30-50即为单相电容起动异步电动机顺转。改变连接端子11-50、20-30(图中虚线连接片)，变为逆转。端子30和31连接电容器(6)即变为双值电容异步电动机运行。
在图2-2中，结构原理和标志同图2-1。将连接片(9)分别连接端子12-41、32-61、50-62。端子11、31、20为三相电压380V出线端。图示连接法为电动机顺转；将引线任意两条交换可改变轴向为逆转。
在图3-1中，绘出并股式结构，2极、24槽、单路的单层绕组展开图。
在图3-2中，绘出并圈式结构，2极、24槽、两路的单双层绕组展开图。单双层比单层绕组有助于改善磁场波形，趋近正弦，降低杂散损耗和电磁噪声。
在图4中，绘出并股式结构，4极，36槽、单路的单双层绕组展开图。
在图5中，绘出并股式结构，6极、36槽、单路的单双层绕组展开图。
设计中应根据实际条件和技术要求，酌情选择绕组结构型式与参数。表1列出常用单三相绕组数据。
实施例：额定功率1.1/1.5kW，额定电压220/380V，额定频率50Hz，同步转速3000r/min，绝缘等级B级，防护等级IP44，铁心直径145/77/27mm，铁长80mm，槽配合24/18槽，冲片利用YC90-2老设计。起动电容CDJ 150μF，运行电容CBB 35μF。利用图3-1绕组结构。经样机试制验证结果见表2。电气性能达到相应标准水平，起动转矩、最大转矩较高。材料费用率60％。
绕组数据：并股式结构绕组各相导线直径均为0.85mm，U、W相导线两股并绕线圈28匝，V相导线单股绕线圈56匝，绕组支路数均为1。
并圈式结构各相导线直径均为0.85mm，匝数均为56匝；U、W相绕组支路数2，V相1路。
绕组接线：通过改变接线盒内的连接片接法，使U、W相绕组的尾端串联接，其首端为主绕组的出线端；V相作为付绕组即构成单相电动机。
使U、W、V相绕组的尾端电连接成零结点，将其首端作为三相绕组的出线端，即构成三相电动机。
在图6-1中绘出并股式单相绕组接线展开图。
在图6-2中绘出并股式三相绕组接线展开图。
在图6-3中绘出并圈式单相绕组接线展开图。
在图6-4中绘出并圈式三相绕组接线展开图。
                                                表1
  极相组(槽)        定子槽数 绕组结构型式         跨距(槽)  跨距率(％)    三相绕组系数         单相绕组系数
  2P   4P   6P     主绕组    付绕组
2 12 24 36 单层链式 1-6    83.3     0.966     0.8365    0.9659
单双层同心式 1-7、2-6    83.3     0.932     0.8080    0.9330
3 18 36 54 单层交叉式 1-10、2-91-8    85.2     0.960     0.8304    0.9597
单双层同心式 1-9、2-8    81.5     0.945     0.8186    0.9452
4 24 48 72 单层同心式 1-12、2-11    83.3     0.958     0.8292    0.9576
单层同心式 1-12、2-11、3-10    79.2     0.925     0.8010    0.9250
                                                表2
项目         单相电容起动         单相双值电容          三相电动机
标准值 试验值    标准值     试验值  标准值       试验值
比照标准         JB1011-91        ZBK20003-89          JB1009-91
额定功率PN(kW) 1.1 1.5 1.5
额定电压UN(V)     220       220         380
额定转速nN(r/min)     2850       2820         2800
定子电流I1(A) 7.95     8.00 8.85        8.90 3.0          3.08
效率η(％) 72 77.10    77.12   76 79.16       79.14    78 81.8         80.2
功率因数COS- 0.80 0.816    0.810   0.95 0.973       0.968    0.85 0.928        0.923
堵转电流Ik(A) 60 48       47.3   55 49          46    7倍 6.67         7.0
堵转转矩Tk(倍) 2.5 3.6      3.3   1.7 2.61        2.25    2.2 3.29         3.28
最小转矩Tmin(倍) 1     ＞1   1       ＞1    1.5         ＞1.5
最大转矩Tmax(倍) 1.8 3.0      2.16   1.7 2.16        2.18    2.4 3.53         2.91
绕组温升 主绕组 80 60.3     58.5 80 72.3        72.0 80 47.4         52.3
付绕组 65.7        66
温升试验时环境温度     22℃       25℃         22℃
    堵转持续时间绕组温度测定     每次堵转持续15秒，施加额定电压，连续制动3次，计45秒后测定绕组最高温度小于150℃

Claims (5)

1.一种单三相异步电动机，在其壳内由定子、转子、离心开关；壳外由接线板、电容器、风扇、风罩构成，其特征是：定子装有三套绕组，即U、W、V相绕组，十条引接线，改变引线接法，能使三相和单相绕组互为转换。
2.根据权利要求1所述的单三相异步电动机，其特征是；U、W相绕组线圈结构方式有二种：一种是并股式，支路数为1，等截面导线两股并绕线圈，匝数等于V相之半；另一种是并圈式，支路数为2，线规和匝数同V相。
3.根据权利要求1所述的单三相异步电动机，其特征是：U、W相绕组尾端串联接，其首端为主绕组的出线端，V相作为付绕组构成单相电机绕组；
U、W、V相绕组尾端电连接成零结点，其首端为三相电动机绕组的出线端。
4.根据权利要求1所述的单三相异步电动机，其特征是：U、W、V相绕组分为单层式和单双层式结构；单层绕组槽内为同相线边；单双层绕组槽内为异相线边。
5.根据权利要求1所述的单三相异步电动机，其特征是：接线板为12个端子，其中端子42与62电连接，端子30与31连接电容器和离心开关；单相电机接线用6个连接片，连接端子11-12、41-42、31-32、61-62、11-20、30-50，端子11和31为单相电机出线端；三相电机接线用3个连接片，连接端子12-41、32-61、50-62，端子11、31、20为三相电机出线端。
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