CN107231050A - 电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动机，属于机械工程领域。所述电动机包括：三相绕组，分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，三相绕组中每一相绕组都包括始端、n段绕组和n个绕组节点；在每一相绕组中，n段绕组中的各段绕组为串联关系，n个绕组节点与n段绕组一一对应，每个绕组节点设置于一段绕组的末端，n为大于或等于2的整数；第一相绕组的i段绕组、第二相绕组的i段绕组和第三相绕组的i段绕组包括的匝数相同，i为大于或等于1且小于或等于n的整数；电动机有n个功率档，电动机的输出功率随着接入电源的绕组段的数目的增加而降低。主要用于提供机械能；解决了电动机能量浪费的问题；达到了节省能量的效果。
Description
技术领域
本公开涉及机械工程领域，特别涉及一种电动机。
背景技术
通过抽油机采油是进行原油生产主要的生产方式之一，而电动机作为抽油机的供能设备，是抽油机不可缺少的部件之一。
当抽油机在上冲程过程中时，抽油机需要提起油杆和油柱，由于抽油机的启动惯量较大，此时电动机需要的很大的功率。因此，在为抽油机选择电动机时会选择功率较大的电动机，才能保证抽油机的正常运行。
在实现上述电动机的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下缺陷：由于为抽油机选择了较大功率的电动机，但是当抽油机在下冲程过程时，靠油杆的自重就可以完成，此时并不需要电动机提供较大的功率，因此，会造成能量浪费。
发明内容
为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供一种电动机及带有电动机的抽油机。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电动机，该电动机包括：三相绕组，分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述三相绕组中每一相绕组都包括始端、n段绕组和n个绕组节点；
在每一相绕组中，所述n段绕组中的各段绕组为串联关系，所述n个绕组节点与所述n段绕组一一对应，每个绕组节点设置于一段绕组的末端，n为大于或等于2的整数；
所述第一相绕组的i段绕组、所述第二相绕组的i段绕组和所述第三相绕组的i段绕组包括的匝数相同，所述i为大于或等于1且小于或等于n的整数；
所述电动机有n个功率档，所述电动机的输出功率随着接入电源的绕组段的数目的增加而降低。
可选的，在每一相绕组中，所述n段绕组中的各段绕组的匝数不同。
可选的，当所述电动机工作在所述n个功率档中的第i个功率档时，
所述第一相绕组的始端与三相电源中的第一相电源电连接，所述第二相绕组的始端与三相电源中的第二相电源电连接，所述第三相绕组的始端与三相电源中的第三相电源电连接；所述第一相绕组的第i个绕组节点与所述第二相绕组的始端电连接，所述第二相绕组的第i个绕组节点与所述第三相绕组的始端电连接，所述第三相绕组的第i个绕组节点与所述第一相绕组的始端电连接。
可选的，当所述电动机工作在所述n个功率档中的第i个功率档时，
所述第一相绕组的始端与三相电源中的第一相电源电连接，所述第二相绕组的始端与三相电源中的第二相电源电连接，所述第三相绕组的始端与三相电源中的第三相电源电连接；所述第一相绕组的第i个绕组节点、所述第二相绕组的第i个绕组节点以及所述第三相绕组的第i个绕组节点电连接为一个节点。
可选的，所述三相绕组中的每一相绕组都包括3段绕组，所述电动机有三个功率档，分别为第一功率档、第二功率档和第三功率档。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中提供的电动机的三相绕组中的每相绕组均包括n段绕组，且每段绕组设置有对应的绕组节点。当电动机工作时，通过调节绕组节点的连接方式，使得接入电源的绕组的段数发生变化，进而使得电动机可以工作在不同的功率档，从而使得电动机当前的输出功率与负载所需要的功率相符合；解决了能量浪费的问题，达到了节省能量的效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的示意图；
图2是根据另一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的连接方式示意图；
图4是根据另一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的连接方式示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的示意图。如图1所示，三相绕组分别为第一相绕组110、第二相绕组120和第三相绕组130。
进一步的，三相绕组中每一相绕组都包括始端、n段绕组和n个绕组节点，n为大于或等于2的整数。参见图2，图2是根据另一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的示意图。如图2所示，对于第一相绕组110，第一相绕组110包括始端U，n段绕组分别为第一段绕组111，第二段绕组112，第三段绕组113，一直到第n段绕组11n，n个绕组节点分别为第一个绕组节点111a，第二个绕组节点112a，第三个绕组节点113a，一直到第n个绕组节点11na。
对于第二相绕组120，第二相绕组120包括始端V，n段绕组分别为第一段绕组121，第二段绕组122，第三段绕组123，一直到第n段绕组12n，n个绕组节点分别为第一个绕组节点121a，第二个绕组节点122a，第三个绕组节点123a，一直到第n个绕组节点12na。
对于第三相绕组130，第三相绕组130包括始端W，n段绕组分别为第一段绕组131，第二段绕组132，第三段绕组133，一直到第n段绕组13n，n个绕组节点分别为第一个绕组节点131a，第二个绕组节点132a，第三个绕组节点133a，一直到第n个绕组节点13na。
另外，在每一相绕组中，n段绕组中的各段绕组为串联关系，n个绕组节点与n段绕组一一对应，每个绕组节点设置于一段绕组的末端，对于一段绕组，该段绕组远离始端的一端为该段绕组的末端。
此外，第一相绕组110的i段绕组、第二相绕组120的i段绕组和第三相绕组130的i段绕组包括的匝数相同，且每相绕组包括的各段绕组的匝数可以相同，也可以不同，i为大于或等于1且小于或等于n的整数。比如，当n等于3时，第一相绕组110的第1段绕组111、第二相绕组120的第1段绕组121和第三相绕组130的第1段绕组131的匝数均为50；第一相绕组110的第2段绕组112、第二相绕组120的第2段绕组122和第三相绕组130的第2段绕组132的匝数均为100；第一相绕组110的第3段绕组113、第二相绕组120的第3段绕组123和第三相绕组130的第3段绕组133的匝数均为200。
由于每相绕组可以包括n段绕组，且n为大于或等于2的整数，所以每相绕组可以包括3段绕组，4段绕组或5段绕组；以使得在设计电动机时可以根据实际负载的运行情况来确定电动机的每相绕组包括的绕组段数，从而使得设计的电动机可以包括较多个功率档，以使得负载在运行时可以根据当前的运行情况，从多个功率档中选择最合适的功率档，从而达到节省能量的效果。比如，当负载运行时所需要的功率包括了较多个不同的功率，则设计的每相绕组包括的绕组段数较多，当负载运行时所需要的功率包括了较少个不同的功率，则设计的每相绕组包括的绕组段数较少。示例示的，当一个负载运行时，共包括了3个不同功率时，则设计的每相绕组包括的绕组段数为3；当一个负载运行时，共包括了5个不同功率时，则设计的每相绕组包括的绕组段数为5。
另外，当每相绕组包括的各段绕组的匝数不同时，可以根据实际负载的运行情况来确定电动机每相绕组的各段绕组包括的匝数。比如，当实际负载在启动时与正常运行时需要的功率相差较大时，则可以将每相绕组包括的各段绕组的匝数的差值设计的较大，比如，每相绕组的第一段绕组设计50匝，第二段绕组设计300匝，第三段绕组设计600，以增加各功率档之间的差距，从而可以根据启动时和正常运行时所需的功率，选择电动机的输出功率，以达到节省能量的效果。
另外，电动机有n个功率档，电动机的输出功率随着接入电源的绕组段的数目的增加而降低。比如，当n等于3时，电动机有3个功率档，分别为第一功率档，第二功率档和第三功率档，当电动机工作时，第一功率档的输出功率大于第二功率档的输出功率，第二功率档的输出功率大于第三功率档的输出功率。当电动机工作在第一功率档时，第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组均只有1段绕组接入电源；当电动机工作在第二功率档时，第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组均有2段绕组接入电源；当电动机工作在第三功率档时，第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组均有3段绕组接入电源。可选的，可以通过如下两种方法实现电动机的不同功率档：
第一种，当电动机工作在n个功率档中的第i个功率档时，第一相绕组110的始端U与三相电源中的第一相电源A电连接，第二相绕组120的始端V与三相电源中的第二相电源B电连接，第三相绕组130的始端W与三相电源中的第三相电源C电连接；第一相绕组110的第i个绕组节点与第二相绕组120的始端V电连接，第二相绕组120的第i个绕组节点与第三相绕组130的始端W电连接，第三相绕组130的第i个绕组节点与第一相绕组110的始端U电连接。
示例性的，参见图3，图3是根据一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的连接方式示意图。如图3所示，图3中以n等于3，i等于2例，也即，以三相绕组中的每一相绕组都包括3段绕组，电动机有3个功率档(分别为第一功率档、第二功率档和第三功率档)，电动机当前工作在第二功率档为例，第一相绕组110的始端U与三相电源中的第一相电源A电连接，第二相绕组120的始端V与三相电源中的第二相电源B电连接，第三相绕组130的始端W与三相电源中的第三相电源C电连接；第一相绕组110的第2个绕组节点112a与第二相绕组120的始端V电连接，第二相绕组120的第2个绕组节点122a与第三相绕组130的始端W电连接，第三相绕组130的第2个绕组节点132a与第一相绕组110的始端U电连接。
第二种，当电动机工作在n个功率档中的第i个功率档时，三相绕组及各绕组节点的连接方式还可以为：第一相绕组110的始端U与三相电源中的第一相电源A电连接，第二相绕组120的始端V与三相电源中的第二相电源B电连接，第三相绕组130的始端W与三相电源中的第三相电源C电连接；第一相绕组的第i个绕组节点、第二相绕组的第i个绕组节点以及第三相绕组的第i个绕组节点电连接为一个节点。
示例性的，参见图4，图4是根据另一示例性实施例示出的一种电动机的三相绕组的连接方式示意图。如图4所示，图4中以n等于3，i等于2例，也即，以三相绕组中的每一相绕组都包括3段绕组，电动机有3个功率档(分别为第一功率档、第二功率档和第三功率档)，电动机当前工作在第二功率档为例，第一相绕组110的始端U与三相电源中的第一相电源A电连接，第二相绕组120的始端V与三相电源中的第二相电源B电连接，第三相绕组130的始端W与三相电源中的第三相电源C电连接；第一相绕组110的第2个绕组节点112a、第二相绕组120的第2个绕组节点122a以及第三相绕组130的第2个绕组节点132a电连接为一个节点。
因此，在实际情况下，可以根据电动机对应的负载来设计电动机的每相绕组的各段绕组包括的匝数，并在负载运转时根据负载运转所需要的功率来确定电动机的输出功率，并根据确定的输出功率改变电动三相绕组的连接方式，从而改变电动机的输出功率。
需要说明的是，图3和图4中仅以3段绕组及3个绕组节点为例，本发明并不局限于此。
综上所述，本公开实施例中提供的电动机的三相绕组中的每相绕组均包括n段绕组，且每段绕组设置有对应的绕组节点。当电动机工作时，通过调节绕组节点的连接方式，使得接入电源的绕组的段数发生变化，进而使得电动机可以工作在不同的功率档，从而使得电动机当前的输出功率与负载所需要的功率相符合，比如，对于安装有该电动机的抽油机，当抽油机工作在上冲程过程中时，调节绕组的连接方式，使得电动机处于较高功率档，保证抽油机正常工作，当抽油机工作在下冲程过程中时，调节绕组的连接方式，使得电动机处于较低功率档，降低电动机的输出功率以节省能量；因此，本公开提供的电动机解决了能量浪费的问题，达到了节省能量的效果。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (5)
1.一种电动机，其特征在于，所述电动机包括：三相绕组，分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述三相绕组中每一相绕组都包括始端、n段绕组和n个绕组节点；
在每一相绕组中，所述n段绕组中的各段绕组为串联关系，所述n个绕组节点与所述n段绕组一一对应，每个绕组节点设置于一段绕组的末端，n为大于或等于2的整数；
所述第一相绕组的i段绕组、所述第二相绕组的i段绕组和所述第三相绕组的i段绕组包括的匝数相同，所述i为大于或等于1且小于或等于n的整数；
所述电动机有n个功率档，所述电动机的输出功率随着接入电源的绕组段的数目的增加而降低。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，在每一相绕组中，所述n段绕组中的各段绕组的匝数不同。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，当所述电动机工作在所述n个功率档中的第i个功率档时，
所述第一相绕组的始端与三相电源中的第一相电源电连接，所述第二相绕组的始端与三相电源中的第二相电源电连接，所述第三相绕组的始端与三相电源中的第三相电源电连接；所述第一相绕组的第i个绕组节点与所述第二相绕组的始端电连接，所述第二相绕组的第i个绕组节点与所述第三相绕组的始端电连接，所述第三相绕组的第i个绕组节点与所述第一相绕组的始端电连接。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，当所述电动机工作在所述n个功率档中的第i个功率档时，
所述第一相绕组的始端与三相电源中的第一相电源电连接，所述第二相绕组的始端与三相电源中的第二相电源电连接，所述第三相绕组的始端与三相电源中的第三相电源电连接；所述第一相绕组的第i个绕组节点、所述第二相绕组的第i个绕组节点以及所述第三相绕组的第i个绕组节点电连接在一起。
5.根据权利要求1所示的电动机，其特征在于，
所述三相绕组中的每一相绕组都包括3段绕组，所述电动机有三个功率档，分别为第一功率档、第二功率档和第三功率档。
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