CN203261208U - 一种多绕组变功率感应电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多绕组变功率感应电机，包含有三相感应电机，电机定子绕组的形式为以下两种形式中的一种：实现电机双绕组双功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数和多匝数方案，且少匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数和多匝数的另一端分别引出抽头；实现电机三绕组三功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数、中匝数和多匝数方案，且少匝数、中匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数、中匝数和多匝数的另一端分别引出抽头。本实用新型避免了电机大马拉小车时损耗大、效率低的缺陷，有效改善了电机的效率和功率因数。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种多绕组变功率感应电机。
背景技术
在电机的许多应用领域中，电机的起动阶段需要重载起动，而在长期稳定运行过程中拖动的负载又很轻。如按长期稳定运行时所需功率选配电机，则在起动时因起动功率不足而烧毁电机。如按起动所需功率选配电机，电机能顺利起动，但由于所选用电机都是单一功率电机，这将造成在长期运行时大马拉小车的现象，使得电机的效率、功率因数都很低，从而降低了电网的运行质量。
实用新型内容
本实用新型提供一种多绕组变功率感应电机，其目的是解决以往轻载运行时电机损耗大、效率低的问题，本实用新型可根据实际运行负载变化特性，在电机起动时全功率运行，在电机起动后轻载运行时，通过改变定子绕组每相串联匝数，输出与负载相匹配功率，得到较高的效率和功率因数，进而达到节能的目的。
技术方案：
一种多绕组变功率感应电机，包含有三相感应电机，其特征在于：电机定子绕组的形式为以下两种形式中的一种：实现电机双绕组双功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数和多匝数方案，且少匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数和多匝数的另一端分别引出抽头；实现电机三绕组三功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数、中匝数和多匝数方案，且少匝数、中匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数、中匝数和多匝数的另一端分别引出抽头。
电机定子绕组每相串联总匝数为N=N1*q*p，其中，N1为每槽匝数，p为极对 数，q为每极每相槽数，它由三部分组成，即q=q1+q2+q3，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*q1*p时为少匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2)*p时为中匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2+q3)*p时为多匝数情况。
所述定子绕组每相串联匝数无论是少匝数、中匝数还是多匝数，其三相绕组对称，所形成的磁场为圆形旋转磁场。
所述定子绕组既可实现三角形连接，也可实现星形连接。
起动运行时，所述定子绕组每相串联匝数采用少匝数方案；实现较轻负载运行时采用中匝数方案；实现轻载或额定负载运行时采用多匝数方案。
所述定子绕组每相串联匝数的少匝数、中匝数、多匝数比为2:3:4，实现起动运行时，采用每相并联绕组的少匝数方案。
有益效果
本实用新型提供一种多绕组变功率感应电机，其实现了电机双绕组双功率运行时，设置电机的定子绕组每相串联匝数为少匝数和多匝数，且所述电机定子绕组每相串联匝数无论是少匝数还是多匝数，其空间都是三相对称绕组，通入三相对称电流后，所形成的磁场为圆形旋转磁场。
所述电机定子绕组的少匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数和多匝数的另一端引出抽头；所述定子绕组既可实现三角形连接，也可实现星形连接；所述定子绕组采用少匝数方案时，实现起动或额定功率运行，采用多匝数方案时，实现轻载运行；所述定子绕组的少匝数与多匝数比为1:2时，起动或额定负载运行采用每相并联绕组的少匝数方案。
实现电机三绕组三功率运行时，设置电机的定子绕组每相串联匝数为少匝数、中匝数和多匝数，且所述电机定子绕组每相串联匝数无论是少匝数、中匝数还是多匝数，其空间都是三相对称绕组，通入三相对称电流后，所形成的磁场为圆形旋转磁场。
所述电机定子绕组的少匝数、中匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数、中匝数和多匝数的另一端引出抽头；所述定子绕组既可实现三角形连接，也可实现星形连接；所述定子绕组采用少匝数方案时，实现起动或额定功率运行，采用中匝数方案时，实现较轻负载运行，采用多匝数方案时，实现轻载运行；所述定子绕组的少匝数与多匝数比为1:2时，起动或额定负载运行采用每相并联绕组的少匝数方案。
由于在电机起动时，额定电压加在每相串联匝数最少的电机绕组的接线端子两端，绕组主、漏电抗最小，主磁通和转子电流大，电机的起动转矩和最大转矩大，足以使电机在静止时顺利起动。当长期运行时，根据实际负载大小将额定电压加在每相串联匝数不同的电机绕组的接线端子两端，且负载越轻，电机绕组中每相串联匝数越多。由于每相串联匝数越多，电机的主电抗越大，励磁电流越小，主磁通越小，使得电机的磁滞损耗、涡流损耗及定子铜耗相应减少，有效地提高了电机的效率和功率因数。因此，本实用新型最适合重负载起动、轻负载长期运行的运行场合，且节能效果显著
具体的说本实用新型的特点是：通过电机绕组多抽头设计和改变电机定子绕组每相串联匝数，在不同运行情况下，将额定电压与不同的抽头相连，使电机在输出所需功率和转矩的同时，有效地降低了各种损耗，达到了节约电能的目的，从而避免了电机大马拉小车时损耗大、效率低的缺陷，有效改善了电机的效率和功率因数。
附图说明
图1为本实用新型电机每极每相槽数q=2时的一相绕组示意图；
图2为本实用新型电机每极每相槽数q=3时的一相绕组示意图；
图3为本实用新型电机每极每相槽数q=4时的一相绕组示意图；
图4为本实用新型定子绕组每相绕组及引出抽头示意图；
图5为本实用新型定子绕组三角形连接额定功率运行时绕组接法示意图；
图6为本实用新型定子绕组三角形连接63%额定功率运行时绕组接法示意图；
图7为本实用新型定子绕组三角形连接38%额定功率运行时绕组接法示意图；
图8为本实用新型定子绕组三角形连接并联时额定功率运行时绕组接法示意图；
图9为本实用新型定子绕组星形连接额定功率运行时绕组接法示意图；
图10为本实用新型定子绕组星形连接63%额定功率运行时绕组接法示意图；
图11为本实用新型定子绕组星形连接38%额定功率运行时绕组接法示意图；
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本电机做进一步详细说明。
本实用新型提供一种多绕组变功率感应电机，包含有三相感应电机，电机定子绕组的形式为以下两种形式中的一种：实现电机双绕组双功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数和多匝数方案，且少匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数和多匝数的另一端分别引出抽头；实现电机三绕组三功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数、中匝数和多匝数方案，且少匝数、中匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数、中匝数和多匝数的另一端分别引出抽头。
电机定子绕组每相串联总匝数为N=N1*q*p，其中，N1为每槽匝数，p为极对数，q为每极每相槽数，它由三部分组成，即q=q1+q2+q3，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*q1*p时为少匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2)*p时为中匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2+q3)*p时为多匝数情况。
所述定子绕组每相串联匝数无论是少匝数、中匝数还是多匝数，其三相绕组对称，所形成的磁场为圆形旋转磁场。
所述定子绕组既可实现三角形连接，也可实现星形连接。
起动运行时，所述定子绕组每相串联匝数采用少匝数方案；实现较轻负载运行时采用中匝数方案；实现轻载或额定负载运行时采用多匝数方案。
所述定子绕组每相串联匝数的少匝数、中匝数、多匝数比为2:3:4，实现起动运行时，采用每相并联绕组的少匝数方案。
具体实施方式1
实施本实用新型所述的是一种多绕组变功率的感应电机，是在现有三相感应电机的基础上，通过改变三相定子绕组的接法及相绕组的每相串联匝数来实现不同功率运行，现以原型电机为Y250M-6，改成三绕组三功率感应电机为例，说明如下：
本实用新型所述三绕组三功率电机是每相串联匝数为少匝数、中匝数和多匝数三种，其具体的实施方式为：电机定子绕组每相串联匝数无论是少匝数、中匝数还是多匝数，其空间都是三相对称绕组，所形成的磁场为圆形旋转磁场。普通三相感应电机的每相串联匝数与本实用新型中对应的少匝数一致或接近，长期稳定运行时，根据所驱动负载要求确定每相串联绕组匝数。
如图1所示为每极每相槽数q=2的一相绕组示意图，其对应定子绕组每相串联匝数为少匝数，且所形成的三相绕组为空间对称的绕组；
如图2所示为每极每相槽数q=3的一相绕组示意图，其对应定子绕组每相串联匝数为中匝数，且所形成的三相绕组为空间对称的绕组；
如图3所示为每极每相槽数q=4的一相绕组示意图，其对应定子绕组每相串联匝数为多匝数，且所形成的三相绕组为空间对称的绕组；
如图4所述为定子绕组每相绕组及引出抽头示意图，其中引出抽头A、B、C分别与三相对称电源连接；
如图5所示，当电机起动或额定负载运行时，采用每相绕组为少匝数方案，定子绕组采用三角形接法，A（Z2）、B（X2）、C(Y2)分别与三相对称电源连接；
如图6所示，当电机驱动较轻负载（比如63%额定负载）时，采用每相绕组为中匝数方案，定子绕组采用三角形接法，A（Z3）、B（X3）、C(Y3)分别与三相对称电源连接；
如图7所示，当电机驱动轻负载（比如38%额定负载）时，采用每相绕组为 多匝数方案，定子绕组采用三角形接法，A（Z4）、B（X4）、C(Y4)分别与三相对称电源连接；
如图8所示，当电机每相绕组的少匝数与多匝数之比为1:2，起动或额定负载运行时，采用每相并联绕组的少匝数方案，以便充分利用绕组，定子绕组采用三角形接法，A（Z2，X4）、B（X2，Y4）、C(Y2，Z4)分别与三相对称电源连接；
如图9所示，当电机起动或额定负载运行时，采用每相绕组为少匝数方案，定子绕组采用星形接法，A、B、C分别与三相对称电源连接，X2，Y2，Z2抽头相互连接；
如图10所示，当电机驱动较轻负载（比如63%额定负载）时，采用每相绕组为中匝数方案，定子绕组采用星形接法，A、B、C分别与三相对称电源连接，X3，Y3，Z3抽头相互连接；
如图11所示，当电机驱动轻负载（比如38%额定负载）时，采用每相绕组为多匝数方案，定子绕组采用星形接法，A、B、C分别与三相对称电源连接，X4，Y4，Z4抽头相互连接；
当电机每相绕组的少匝数与多匝数之比为1:2，起动或额定负载运行时，采用每相并联绕组的少匝数方案，定子绕组采用星形接法，A（X4）、B（Y4）、C(Z4)分别与三相对称电源连接，X2，Y2，Z2抽头相互连接。
具体实施方式2
实施双绕组双功率电机是每相串联匝数为少匝数和多匝数两种，其具体的实施方式为：电机定子绕组每相串联匝数无论是少匝数还是多匝数，其空间都是三相对称绕组，所形成的磁场为圆形旋转磁场。普通三相感应电机的每相串联匝数与本实用新型中对应的少匝数一致或接近，长期低负载稳定运行时，每相串联绕组匝数采用多匝数方案。
Claims (6)
1.一种多绕组变功率感应电机，包含有三相感应电机，其特征在于：电机定子绕组的形式为以下两种形式中的一种：实现电机双绕组双功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数和多匝数方案，且少匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数和多匝数的另一端分别引出抽头；实现电机三绕组三功率运行时，电机定子绕组每相串联匝数采用少匝数、中匝数和多匝数方案，且少匝数、中匝数和多匝数共用电源输入端，而在少匝数、中匝数和多匝数的另一端分别引出抽头。
2.根据权利要求1所述的一种多绕组变功率感应电机，其特征在于：电机定子绕组每相串联总匝数为N=N1*q*p，其中，N1为每槽匝数，p为极对数，q为每极每相槽数，它由三部分组成，即q=q1+q2+q3，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*q1*p时为少匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2)*p时为中匝数情况，当电机定子绕组每相串联匝数为N=N1*(q1+q2+q3)*p时为多匝数情况。
3.根据权利要求1或2所述的一种多绕组变功率感应电机，其特征在于：所述定子绕组每相串联匝数无论是少匝数、中匝数还是多匝数，其三相绕组对称，所形成的磁场为圆形旋转磁场。
4.根据权利要求1或2所述的一种多绕组变功率感应电机，其特征在于：所述定子绕组既可实现三角形连接，也可实现星形连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种多绕组变功率感应电机，其特征在于：起动运行时，所述定子绕组每相串联匝数采用少匝数方案；实现较轻负载运行时采用中匝数方案；实现轻载或额定负载运行时采用多匝数方案。
6.根据权利要求4所述的一种多绕组变功率感应电机，其特征在于：所述定子绕组每相串联匝数的少匝数、中匝数、多匝数比为2:3:4，实现起动运行时，采用每相并联绕组的少匝数方案。
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