CN2805187Y - 一种大功率电机双层同心式绕组结构 - Google Patents

一种大功率电机双层同心式绕组结构 Download PDF

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Abstract

一种大机座号2、4P电机的同心式绕组结构，适用于三相异步电动机的设计。采用同心式绕组具有端部短的优点，但传统上只用于小机座号2P电机，只做成单层绕组。将单层同心式绕组2组串接以后作为双层绕组应用于大机座2P电机，其好处是：1.减少了绕组端部长度，节约用铜，有利于降低铜耗和温升，提高效率；2.将一组绕组分为2组，实现在2P电机设计中选取较大的跨距来提高基波的绕组系数，削弱电势和磁势谐波，改善电机性能；3.绕组端部整形后，轴向尺寸缩短，利于空间安排，同时绕组径向尺寸变厚，可以增强端部受力。本实用新型的有益效果是采用该绕组结构后，对H315－2P电机端部长度减少50mm，节铜4.94％，电机效率提高0.4％，温升降低2K，经济效益显著。

Description

一种大功率电机双层同心式绕组结构
技术领域
本实用新型涉及一种电机的绕组结构，更确切地说涉及一种大机座号2、4P电机双层同心式绕组，适用于三相异步电动机的设计，属于电机技术领域。
背景技术
电机绕组是构成电机的的重要部件，各类电机就是依靠感应于绕组中的电势和通过绕组的电流来产生电磁功率和电磁转矩，从而达到进行机电能量转换的目的。
对交流绕组的基本要求是：(1)在一定的导体数下，获得较大的基波电势和基波磁势；(2)在三相绕组中，对基波说，三相电势和磁势必须对称，即三相大小相等而相位上互差 并且三相的阻抗也要求相等；(3)电势和磁势波形力求接近正弦波，为此要求电势和磁势中的谐波分量尽可能小；(4)用铜量少，绝缘性能和机械强度可靠，散热条件好；(5)制造工艺简单，检修方便。
一般来说，交流电机绕组按槽内层数可分为单层绕组和双层绕组，双层绕组又可分为迭绕组和波绕组，单层绕组又分为等元件、交叉式和同心式绕组等。交流电机绕组的种类虽然很多，但大多数情况下，主要采用三相双层绕组，因为它能较好地满足上述要求。单层绕组的优点是槽内只有一个线圈边，下线比较容易，没有层间绝缘，槽利用率较高。其缺点是不象双层绕组那样能灵活地选择线圈节距来削弱谐波电势和磁势，并且漏电抗也较大。在综合考虑电机功率大小制造因素等情况下，一直以来基本上国内10千瓦以下的异步电机大多采用单层绕组。而在单层绕组中，2P电机一般采用单层同心式绕组，因为在这种情况下，与其他形式绕组比较，同心式绕组的平均端接长度短了，而且重迭层数较少，便于布置。
所以，长期以来，对于较大机座的电机，国内制造厂一般采用双层迭绕组，当电机定子外径较大时，由于2P电机绕组跨距太大，下线困难，故一般只能采用2/3左右极距的跨距，因而导致基波的绕组系数大约为0.866，影响电机的性能，同时，绕组端部也较长，不利于空间结构安排。
发明内容
本实用新型的目的在于为了提高基波的绕组系数，较大幅度地削弱相带谐波，把绕组的跨距从2/3左右提高至5/6左右极距，采用双层同心式绕组结构。
为了达到上述目的，本实用新型的解决技术方案是：采用双层同心式绕组结构，即第1个线圈放入第1槽和第24槽，第2个线圈放入第2槽和第23槽，即：1～24，2～23，3～22，4～21，5～28，6～27，7～26，8～25，其中第1到第4个线圈为一组，第5到第8个线圈为一组，将两组线圈串接起来，每极每相线圈为8个；第1～8槽线圈边为上层，21～28槽线圈为下层边，跨距等效为20，绕组系数为0.923，绕组两端长度共290mm，端部减少50mm。
本实用新型的有益效果：同心式绕组具有端部短的优点，将单层同心式绕组2组串接以后作为双层绕组应用于大机座2P电机，这样做的好处：1.减少了绕组端部长度，可以节约用铜，同时有利于降低铜耗和温升，提高效率；2.因为将一组绕组分为2组，就可以实现在2P电机设计中选取较大的跨距来提高基波的绕组系数，较大幅度的削弱电势和磁势谐波，改善电机性能；3.绕组端部整形后，轴向尺寸缩短，利于空间安排，同时绕组径向尺寸变厚，可以增强端部受力。以H315-2P为例电机端部长度减少50mm，节铜4.94％，电机效率提高0.4％，温升降低2K。
附图说明
图1为现有技术的电机绕组结构示意图；
图2为经过改进后电机绕组结构双层同心式绕组示意图。
具体实施方式
以下结合附图和一个较佳的实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1，这是一种现有技术的电机绕组结构示意图，如图所示，以Y2-315S-2P为例，定子为48槽，跨距为17，每极每相线圈数为8，如果按照传统做成双迭线圈，则线圈结构1～18、2～19、3～20、4～21、5～22、6～23、7～24、8～25属于同一组，其中1～8槽为线圈上层边，18～25为线圈下层边，每个线圈的跨距均为17，绕线简单，但其缺点是端部较长，线圈两端长度共340mm，绕组用铜总重77.7kg。端部的同铜既对电机性能没有任何益处，反而由于发热增加电机的损耗，降低效率，影响温升；同时其基波绕组系数低，跨距为17，绕组系数为0.8571，不利于削除谐波。因此，在此基础上开发出图2的方案。
参照图2，这是经过改进后电机绕组结构示意图。如图所示，如果将绕组按图2所示的方式接线，即第1个线圈放入第1槽和第24槽，第2个线圈放入第2槽和第23槽，即1～24，2～23，3～22，4～21，5～28，6～27，7～26，8～25，1～8槽线圈边为上层，21～28槽线圈为下层边，这时跨距为20，绕组系数为0.923，绕组两端长度共290mm，端部减少50mm；绕组用铜总重73.86kg，节铜4.94％。由此可见，这种接法每一相绕组由两个同心式绕组线圈。
经过改进后的三相双层同心式电机绕组结构，很显然从电机性能以及电机用材都显示出它的优越，值得在大电机上推广应用。

Claims (2)

1、一种大功率2、4P电机双层同心式绕组结构，包括一三相双层电机绕组，其特征在于：该绕组结构采用双层同心式，其接法按第1个线圈放入第1槽和第24槽中，第2个线圈放入第2槽和第23槽中，依次类推即：1～24，2～23，3～22，4～21，5～28，6～27，7～26，8～25，其中放入第1～8槽线圈边为上层边，放入第21～28槽的线圈边为下层边，其等效跨距为20，绕组系数为0.923，绕组两端长度共290mm。
2、如权利要求1所述的双层同心式绕组结构，其特征在于：该绕组结构为第1到第4个线圈为一组，第5到第8个线圈为一组，两组线圈串接，保证每极每相线圈数为8个，一相绕组由两个同心式绕组线圈组成。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Assignor: Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.6.15 to 2014.6.15

Contract record no.: 2008310000041

Denomination of utility model: Double layer, concentric winding structure for large power electric motor

Granted publication date: 20060809

License type: Exclusive license

Record date: 20080917

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Effective date: 20080917

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