專利名稱：半繞組諧波起動(dòng)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于異步電動(dòng)機(jī)現(xiàn)有技術(shù)繞線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能通過引入外接電阻得以提高，比鼠籠型的好。但存在滑環(huán)、電刷等易致故障部件，可靠性差，且結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，制造成本和維修費(fèi)用均高。85102382號(hào)專利提出的諧波起動(dòng)方法，將定子繞組設(shè)計(jì)成起動(dòng)極2Q和運(yùn)行極2P兩種極數(shù)，將轉(zhuǎn)子繞組設(shè)計(jì)成運(yùn)行極磁場感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流只在低電阻回路流動(dòng)，起動(dòng)極磁場感應(yīng)轉(zhuǎn)子電流則必經(jīng)直接裝置在轉(zhuǎn)子上的電阻，摒棄了滑環(huán)、電刷等部件，從而簡化了繞線型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，提高了其可靠性。98121490.8號(hào)專利，利用諧波起動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)了鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的諧波起動(dòng)。然而，上述兩種諧波起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，由起動(dòng)切換到運(yùn)行過程中，往往出現(xiàn)過大的沖擊電流。鑒此，諧波起動(dòng)方法發(fā)明人在專利(申請(qǐng)?zhí)?9116595.0)“交流電動(dòng)機(jī)的三波起動(dòng)方法”中，提出，起動(dòng)時(shí)先讓一部分繞組接入電網(wǎng)，以便產(chǎn)生三個(gè)磁場波一個(gè)2P極的基波，一個(gè)2(P-1)極的諧波和另一個(gè)2(P+1)極的諧波，利用該三波聯(lián)合起動(dòng)，到接近電動(dòng)機(jī)同步速時(shí)，再將其余部分繞組接入電網(wǎng)，過渡到只有2P極基波運(yùn)行狀態(tài)，從而降低沖擊電流的危害。顯然，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程主要靠兩個(gè)諧波發(fā)揮作用，轉(zhuǎn)速上升到足夠高時(shí)，基波發(fā)揮的作用才逐漸顯著。所以希望兩個(gè)諧波相對(duì)于基波的幅值越大越好。然而，該專利全部實(shí)施例中，兩個(gè)諧波幅值均不高，即使一個(gè)很高，另一個(gè)卻很低，這就會(huì)限制該類電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的進(jìn)一步提高。該發(fā)明還過分強(qiáng)調(diào)繞組聯(lián)結(jié)方法的關(guān)鍵作用。為實(shí)現(xiàn)某一聯(lián)結(jié)法，不惜將繞組元件做成不等匝、不同線規(guī)，甚至將同一極相組線圈拆散到不同支路里，在起動(dòng)過程中，甚至被拆散到不同相里-這也是需要避免的弊端。
發(fā)明的目的本發(fā)明目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從改進(jìn)劃分兩部分繞組槽號(hào)的方法入手，簡化繞組工藝，提高起動(dòng)部分繞組產(chǎn)生的兩個(gè)諧波的相對(duì)幅值，進(jìn)一步提高三波起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的多種性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明劃分定子繞組兩個(gè)部分三相槽號(hào)的方法如下將2P極60°相帶繞組三相槽號(hào)轉(zhuǎn)移到2(P-1)極槽號(hào)相位圖上或2(P+1)極槽號(hào)相位圖上，并按該諧波極相位排列，使三相槽號(hào)由原60°分布范圍擴(kuò)展到該諧波極槽號(hào)相位圖上的360°范圍。該諧波稱之為擴(kuò)展極諧波，另一諧波稱之為非擴(kuò)展極諧波。再按相同的相序，將全部三相槽號(hào)劃分為兩半，兩個(gè)半繞組三相各占180°分布范圍的該相槽號(hào)。若A1、B1、C1和A2、B2、C2分別表示第一個(gè)半繞組和第二個(gè)半繞組的A、B、C三相，則第一個(gè)半繞組的A1相占有的槽號(hào)為0°-180°范圍內(nèi)的A相槽號(hào)，180°-0°范圍內(nèi)的A相槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組的A相A2，第一個(gè)半繞組B1相占有的槽號(hào)為120°-300°范圍內(nèi)的B相槽號(hào)，300°-120°范圍內(nèi)的B相槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組的B2相，第一個(gè)半繞組C1相的槽號(hào)為240°-60°范圍內(nèi)的C相槽號(hào)，60°-240°范圍內(nèi)的C相槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組的C2相。
如此得到的兩個(gè)半繞駔，對(duì)2P極基波而言是一個(gè)60°相帶繞組，對(duì)該諧波極而言，則已擴(kuò)展為180°相帶，分布系數(shù)當(dāng)在 左右，非擴(kuò)展極諧波分布系數(shù)也會(huì)在0.51-0.59之間。兩個(gè)諧波分布系數(shù)如此之高，其相對(duì)幅值自然會(huì)高了。兩個(gè)半繞組線圈匝數(shù)和線規(guī)必須相同，這與簡化工藝的要求也是一致的。兩個(gè)半繞組結(jié)構(gòu)相同，功能也相同，都可單獨(dú)投入電網(wǎng)，用于起動(dòng)。而當(dāng)二者并聯(lián)投入電網(wǎng)時(shí)，2(P-1)極和2(P+1)極諧波隨之消失，只存在2P極基波和通常的諧波。并聯(lián)時(shí)，既可采用2Y接法，也可采用2Δ接法或其它可能的接法。
轉(zhuǎn)子方面，采用98121490.8號(hào)專利的鼠籠繞組串聯(lián)方案，將屬于基波2P極下同相的2P根導(dǎo)條(包括反相反接導(dǎo)條)，按同相順接、反相反接原則串聯(lián)成閉合回路，共z2/2P個(gè)閉合回路(z2為轉(zhuǎn)子槽數(shù))。導(dǎo)條不需絕緣，并利用轉(zhuǎn)子鐵心作為起動(dòng)用電阻。分析表明，只要諧波極對(duì)數(shù)不是基波極對(duì)數(shù)的整倍數(shù)，諧波磁場感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流就必然流經(jīng)該電阻。由于兩個(gè)諧波極對(duì)數(shù)(P-1)和(P+1)不可能是基波極對(duì)數(shù)P的整倍數(shù)，故采用該鼠籠轉(zhuǎn)子繞組是完全可行的。


圖1、定子槽數(shù)z1＝36基波極數(shù)2P＝4的槽號(hào)相位圖。上面兩行槽號(hào)相位在0°-180°之間，下面兩行槽號(hào)相位在180°-360°(與0°相當(dāng))之間。上、下各兩行槽號(hào)數(shù)目相同，一一對(duì)應(yīng)，互為反相。在同一豎直線上，若上面的二個(gè)槽號(hào)屬正相帶，下面二個(gè)槽號(hào)即屬負(fù)相帶，反之亦然。負(fù)相帶槽號(hào)即是負(fù)槽號(hào)，繞組接線時(shí)，正槽號(hào)順接，負(fù)槽號(hào)反接。
圖2、Z1＝36 2P＝4的低次諧波2極槽號(hào)相位圖，第一行為0°-180°之間的槽號(hào)，第五行為180°-360°(0°)之間的槽號(hào)，二、三、四行和六、七、八行槽號(hào)是按2極相位分布的原4極60°相帶繞組的三相槽號(hào)，與圖1槽號(hào)相位圖上的槽號(hào)相互對(duì)應(yīng)。其中負(fù)槽號(hào)屬負(fù)相帶槽號(hào)。
圖3、Z1＝36 2P＝4的高次諧波6極槽號(hào)相位圖，圖中一、二、三行為0°-180°之間的槽號(hào)，七、八、九行為為180°-360°(0°)之間的槽號(hào)，四、五、六行和十、十一、十二行槽號(hào)是按6極相位分布的原4極60°相帶繞組的三相槽號(hào)，與圖1槽號(hào)相位圖上的槽號(hào)相互對(duì)應(yīng)。負(fù)槽號(hào)即負(fù)相帶槽號(hào)。
具體實(shí)施例方式
下面以Z1＝36極數(shù)2P＝4的定子繞組為例，對(duì)本發(fā)明確定兩個(gè)半繞組三相槽號(hào)的方法作具體說明。
從4極的60°相帶擴(kuò)展成諧波的180°相帶，既可在2(P-1)＝2極的槽號(hào)相位圖上進(jìn)行，也可在2(P+1)＝6極的槽號(hào)相位圖上進(jìn)行，得到的是兩個(gè)不同的繞組方案。
1)、在2極槽號(hào)相位圖上擴(kuò)展的方案先作4極槽號(hào)相位圖，如圖1所示。再作2極槽號(hào)相位圖，如圖2第一行和第五行槽號(hào)所示。將4極槽號(hào)相位圖上的三相槽號(hào)，按2極的槽號(hào)相位，分別填在該諧波極的槽號(hào)相位圖上的二、六行、三、七行和四、八行。例如，圖1槽號(hào)相位圖上4極A相包括正相帶的六個(gè)槽號(hào)1、2、3、19、20、21和負(fù)相帶的6個(gè)槽號(hào)-10、-11、-12、-28、-29、-30應(yīng)填在圖2中的二行和六行，其中1、2、3三個(gè)正槽號(hào)和-28、-29、-30三個(gè)負(fù)槽號(hào)按2極的相位應(yīng)填在第二行，19、20、21三個(gè)正槽號(hào)和-10、-11、-12三個(gè)負(fù)槽號(hào)應(yīng)填在第六行。4極B相槽號(hào)包括7、8、9、25、26、27六個(gè)正槽號(hào)和-16、-17、-18、-34、-35、-36、六個(gè)負(fù)槽號(hào)應(yīng)填在第三行和第七行，其中7、8、9和-34、-35、-36應(yīng)填在第三行，25、26、27和-16、-17、-18應(yīng)填在第七行。4極C包括的槽號(hào)為13、14、15、31、32、33、-4、-5、-6、-22、-23、-24，其中-22、-23、-24和13、14、15應(yīng)填在第四行，-4、-5、-6和31、32、33應(yīng)填在第八行。第一個(gè)半繞組A1相占有的槽號(hào)為第二行0°-180°分布范圍的1、2、3和-28、-29、-30六個(gè)槽號(hào)，而180°-360°分布范圍的A相槽號(hào)即第六行的19、20、21、-10、-11、-12六個(gè)槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組的A2相。第一個(gè)半繞組的B1相占有的槽號(hào)為第三行120°-180°分布范圍的-34、-35、-36和第七行180°-300°范圍的25、26、27六個(gè)B相槽號(hào)，而第七行300°-360°范圍的-16、-17、-18和第三行0°-120°范圍內(nèi)的7、8、9六個(gè)B相槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組B2相。第一個(gè)半繞組C1相占有的槽號(hào)為第八行240°-360°范圍的31、32、33和第四行0°-60°范圍的-22、-23、-24的六個(gè)C相槽號(hào)。而第四行60°-180°范圍內(nèi)的13、14、15和第八行180°-240°范圍內(nèi)的-4、-5、-6六個(gè)C相槽號(hào)則屬于第二個(gè)半繞組C2相。
此方案擴(kuò)展極2極諧波分布系數(shù)為0.6374，非擴(kuò)展極6極諧波分布系數(shù)為0.5864。取節(jié)距y＝8，若4極基波幅值為100％，則2極諧波相對(duì)幅值為86.7％，6極諧波相對(duì)幅值為35.8％。
2)、在6極槽號(hào)相位圖上擴(kuò)展的方案作出6極槽號(hào)相位圖，如圖3第一、第二、第三行和第七、第八、第九行槽號(hào)所示。將圖1中4極槽號(hào)相位圖上的三相槽號(hào)，按6極的槽號(hào)相位分別填在該諧波極的槽號(hào)相位圖上的第四行和第十行，第五行和第十一行，第六行和第十二行。即將4極A相槽號(hào)1、2、3、19、20、21和-10、-11、-12、-28、-29、-30填在第四行和第十行，其中1、2、3、-10、-11、-12六個(gè)槽號(hào)填在第四行19、20、21、-28、-29、-30填在第十行。將4極B極槽號(hào)7、8、9、25、26、27和-16、-17、-18、-34、-35、-36填在第五和第十一行，其中25、26、27、-34、-35、-36填在第五行，7、8、9、-16、-17、-18填在第十一行。C相槽號(hào)13、14、15、31、32、33、-4、-5、-6、-22、-23、-24填在第六和第十二行，其中13、14、15、-22、-23、-24填在第六行31、32、33、-4、-5、-6填在第十二行。
第一個(gè)半繞組A相占有的槽號(hào)A1為第四行0°-180°之間的1、2、3、-10、-11、-12六個(gè)槽號(hào)。第一個(gè)半繞組B相占有的槽號(hào)B1為第五行120°-180°之間的-35、-36和第十一行180°-300°之間的7、8、9、-16六個(gè)槽號(hào)。第一個(gè)半繞組C相占有槽號(hào)C1為第十二行240°-360°之間的33、-4、-5、-6和第六行0°-60°之間的13、14、六個(gè)槽號(hào)。第二個(gè)半繞組A相占有的槽號(hào)A2為第十行180°-360°之間的19、20、21、-28、-29、-30六個(gè)槽號(hào)。第二個(gè)半繞組B2的槽號(hào)為第十一行的300°-360°之間的-17、-18和第五行0°-120°之間的25、26、27、-34的六個(gè)槽號(hào)。第二個(gè)半繞組C2的槽號(hào)為第六行60°-180°之間的15、-22、-23、-24和第十二行180°-240°之間的31、32六個(gè)槽號(hào)。
本方案6極分布系數(shù)0.644，2極分布系數(shù)為0.5435，取定子繞組節(jié)距y1＝8，相對(duì)幅值4極-100％，2極-73.9％，6極-39.3％。
下面羅列出若干不同槽數(shù)Z1，不同極數(shù)2P的定子繞組分別在2(P-1)和2(P+1)兩種諧波極數(shù)擴(kuò)展方案兩個(gè)半繞組三相槽號(hào)對(duì)應(yīng)的分布數(shù)和節(jié)距y1一定時(shí)的諧波相對(duì)幅值。
例1 Z1＝36 2P＝4在2極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-28、-29、-30、B1--34、-35、-36、25、26、27、C1-31、32、33、-22、-23、-24、A2-19、20、21、-10、-11、-12、B2--16、-17、-18、7、8、9、C2-13、14、15、-4、-5、-6、本方案2極分布系數(shù)0.6374，6極分布系數(shù)為0.5864，取節(jié)距y1＝8，相對(duì)幅值4極——100％，2極——86.7％，6極——35.8％。
在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-10、-11、-12、B1--35、-36、7、8、9、-16、C1-33、-4、-5、-6、13、14、A2-19、20、21、-28、-29、-30、B2--17、-18、25、26、27、-34、C2-15、-22、-23、-24、31、32、本方案6極分布系數(shù)0.644，2極分布系數(shù)為0.5435，取節(jié)距y1＝8，相對(duì)幅值4極-100％，2極-73.9％，6極-39.3％。
例2 Z1＝48 2P＝4在2極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-37、-38、-39、-40、B1--45、-46、-47、-48、33、34、35、36、C1-41、42、43、44、-29、-30、-31、-32、A2-25、26、27、28、-13、-14、-15、-16、B2--21、-22、-23、-24、9、10、11、12、C2-17、18、19、20、-5、-6、-7、-8、本方案2極分布系數(shù)0.637，6極分布系數(shù)為0.5835，取y1＝10，相對(duì)幅值4極-100％，2極-83.9％，6極-38.9％。
在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-13、-14、-15、-16、B1--47、-48、9、10、11、12、-21、-22、
C1-44、-5、-6、-7、-8、17、18、19、A2-25、26、27、28、-37、-38、-39、-40、B2--23、-24、33、34、35、36、-45、-46、C2-20、-29、-30、-31、-32、41、42、43、本方案6極分布系數(shù)0.637，2極分布系數(shù)為0.5423，取y1＝10，諧波相對(duì)幅值4極-100％，2極-71.4％，6極-42.4％。
例3 Z1＝60 2P＝4在2極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、5、-46、-47、-48、-49、-50、B1--56、-57、-58、-59、-60、41、42、43、44、45、C1-51、52、53、54、55、-36、-37、-38、-39、-40、A2-31、32、33、34、35、-16、-17、-18、-19、-20、B2--26、-27、-28、-29、-30、11、12、13、14、15、C2-21、22、23、24、25、-6、-7、-8、-9、-10、分布系數(shù)2極——0.637，6極——0.519，取y1＝13諧波相對(duì)幅值4極-100％，2極-85.7％，6極-37.％。
在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、5、-16、-17、-18、-19、-20、B1--58、-59、-60、11、12、13、14、15、-26、-27、C1-55、-6、-7、-8、-9、-10、21、22、23、24、A2-31、32、33、34、35、-46、-47、-48、-49、-50、B2--28、-29、-30、41、42、43、44、45、-56、-57、C2-25、-36、-37、-38、-39、-40、51、52、53、54、分布系數(shù)2極-0.556，6極-0.637，取y1＝13諧波相對(duì)幅值4極-100％，2極-74.8％，6極-40.4％。
例4 Z1＝72 2P＝4在2極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、5、6、-55、-56、-57、-58、-59、-60、B1--67、-68、-69、-70、-71、-72、49、50、51、52、53、54、C1-61、62、63、64、65、66、-43、-44、-45、-46、-47、-48、A2-37、38、39、40、41、42、-19、-20、-21、-22、-23、-24、B2--31、-32、-33、-34、-35、-36、13、14、15、16、17、18、C2-25、26、27、28、29、30、-7、-8、-9、-10、-11、-12、分布系數(shù)2極-0.6368，6極-0.5814，取y1＝14諧波相對(duì)幅值4極-100％，2極-81.3％，6極-41.67％。
在6極擴(kuò)展的方案
A1-1、2、3、4、5、6、-19、-20、-21、-22、-23、-24、B1--69、-70、-71、-72、13、14、15、16、17、18、-31、-32、C1-65、66、-7、-8、-9、-10、-11、-12、25、26、27、28、A2-37、38、39、40、41、42、-55、-56、-57、-58、-59、-60、B2--33、-34、-35、-36、49、50、51、52、53、54、-67、-68、C2-29、30、-43、-44、-45、-46、-47、-48、61、62、63、64、分布系數(shù)2極-0.543，6極-0.638，取y1＝14諧波相對(duì)幅值4極-100％，2極-69.％，6極-45.8％。
例5 Z1＝36 2P＝6在2(P-1)＝4極擴(kuò)展的方案A1-1、2、-31、-32、25、26、B1--35、-36、29、30、-23、-24、C1--4、33、34、-27、-28、21、A2--19、-20、13、14、-7、-8、B2-17、18、-11、-12、5、6、C2-22、-15、-16、9、10、-3、分布系數(shù)4極——0.6399，8極——0.59，y1＝5諧波相對(duì)幅值6極——100％，4極——78.8％，8極——46.9％。
在2(P+1)＝8極擴(kuò)展的方案A1-1、2、-7、-8、13、14、B1--36、5、6、-11、-12、17、C1-34、-3、-4、9、10、-15、A2--19、-20、25、26、-31、-32、B2-18、-23、-24、29、30、-35、C2--16、21、22、-27、-28、33、分布系數(shù)4極-0.554，8極-0.64，y1＝5諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-68.25％，8極-50.65％。
例6 Z1＝54 2P＝6在2(P-1)＝4極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-46、-47、-48、37、38、39、B1--52、-53、-54、43、44、45、-34、-35、-36、C1--6、49、50、51、-40、-41、-42、31、32、A2--28、-29、-30、19、20、21、-10、-11、-12、B2-25、26、27、-16、-17、-18、7、8、9、C2-33、-22、-23、-24、13、14、15、-4、-5、分布系數(shù)4極-0.637，8極-0.5534，
y1＝8諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-81.％，8極-42.％。
在2(P+1)＝8極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-10、-11、-12、19、20、21、B1--53、-54、7、8、9、-16、-17、-18、25、C1-51、-4、-5、-6、13、14、15、-22、-23、A2--28、-29、-30、37、38、39、-46、-47、-48、B2-26、27、-34、-35、-36、43、44、45、-52、C2--24、31、32、33、-40、-41、-42、49、50、分布系數(shù)4極-0.5697，8極-0.637，y1＝8諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-72.5％，8極-44.6％。
例7 Z1＝72 2P＝6在4極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-61、-62、-63、-64、49、50、51、52、B1--69、-70、-71、-72、57、58、59、60、-45、-46、-47、-48、C1--7、-8、65、66、67、68、-53、-54、-55、-56、41、42、A2--37、-38、-39、-40、25、26、27、28、-13、-14、-15、-16、B2-33、34、35、36、-21、-22、-23、-24、9、10、11、12、C2-43、44、-29、-30、-31、-32、17、18、19、20、-5、-6、分布系數(shù)4極-0.6374，8極-0.5457，y1＝10諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-79.18％，8極-43.6％。
在8極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-64、-13、-14、-15、-16、25、26、27、B1--70、-71、-72、9、10、11、12、-21、-22、-23、-24、33、C1-67、68、-5、-6、-7、-8、17、18、19、20、-29、-30、A2--37、-38、-39、-40、28、49、50、51、52、-61、-62、-63、B2-34、35、36、-45、-46、-47、-48、57、58、59、60、-69、C2--31、-32、41、42、43、44、-53、-54、-55、-56、65、66、分布系數(shù)4極-0.55，8極-0.64，y1＝10諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-68.3％，8極-51.％。
例8 Z1＝54 2P＝8在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-49、-50、42、43、-35、-36、B1-7、-53、-54、46、47、48、-40、-41、33、C1--4、-5、51、52、-44、-45、37、38、39、A2-28、29、30、-22、-23、15、16、-8、-9、B2-34、-26、-27、19、20、21、-13、-14、6、
C2--31、-32、24、25、-17、-18、10、11、12、分布系數(shù)6極-0.64，10極-0.56，y1＝6諧波相對(duì)幅值8極-100％，6極-79.2％，10極-47.3％。
在10極擴(kuò)展的方案A1-2、3、-8、-9、15、16、-22、-23、28、B1--54、6、7、-13、-14、19、20、21、-26、C1--4、-5、10、11、12、-17、-18、24、25、A2-29、30、-35、-36、42、43、-49、-50、1、B2--27、33、34、-40、-41、46、47、48、-53、C2--31、-32、37、38、39、-44、-45、51、52、分布系數(shù)6極-0.5643，10極-0.637，y1＝6諧波相對(duì)幅值8極-100％，6極-69.3％，10極-53.4％。
例9 Z1＝72 2P＝8在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、55、56、57、-46、-47、-48、-64、-65、-66、B1-9、43、44、61、62、63、-52、-53、-54、-70、-71、-72、C1-49、50、51、67、68、69、-5、-6、-40、-58、-59、-60、A2-37、38、39、19、20、21、-10、-11、-12、-28、-29、-30、B2-45、7、8、25、26、27、-16、-17、-18、-34、-35、-36、C2-13、14、15、31、32、33、-41、-42、-4、-22、-23、-24、分布系數(shù)6極-0.6384，10極-0.539，y1＝8諧波相對(duì)幅值8極-100％，6極-78.％，10極-45.％。
在10極擴(kuò)展的方案A1--66、1、2、3、-10、-11、-12、19、20、21-28、-29、B1--71、-72、7、8、9、-16、-17、-18、25、26、27、-34、C1--4、-5、-6、69、13、14、15、-22、-23、-24、31、32、A2--30、37、38、39、-46、-47、-48、55、56、57、-64、-65、B2--35-36、43、44、45、-52、-53、-54、61、62、63、-70、C2--40、-41、-42、33、49、50、51、-58、-59、-60、67、68、分布系數(shù)6極-0.549，10極-0.637，y1＝8諧波相對(duì)幅值6極-100％，4極-67.1％，10極-53.％。
例10 Z1＝84 2P＝8在6極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-75、-76、-77、64、65、66、67、-54、-55、-56、B1-11、-82、-83、-84、71、72、73、74、-61、-62、-63、50、51、52、C1--6、-7、78、79、80、81、-68、-69、-70、57、58、59、60、-47、
A2-43、44、45、46、-33、-34、-35、22、23、24、25、-12、-13、-14、B2-53、-40、-41、-42、29、30、31、32、-19、-20、-21、8、9、10、C2--48、-49、36、37、38、39、-26、-27、-28、15、16、17、18、-5、分布系數(shù)6極-0.63，10極-0.568，y1＝10諧波相對(duì)幅值6極-79.24％，10極-45.5％。
在10極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、4、-77、-12、-13、-14、22、23、24、25、-33、-34、B1-74、-83、-84、8、9、10、11、-19、-20、-21、29、30、31、-40、C1-80、81、-5、-6、-7、15、16、17、18、-26、-27、-28、36、37、A2-43、44、45、46、-35、-54、-55、-56、64、65、66、67、-75、-76、B2-32、-41、-42、50、51、52、53、-61、-62、-63、71、72、73、-82、C2-38、39、-47、-48、-49、57、58、59、60、-68、-69、-70、78、79、分布系數(shù)6極-0.515，10極-0.6385，y1＝10諧波相對(duì)幅值8極-100％，6極-64.9％，10極-51.22％。
例11 Z1＝90 2P＝10在8極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-82、-83、-84、73、74、75、-64、-65、-66、55、56、57、B1-9、-88、-89、-90、79、80、81、-70、-71、-72、61、62、63、-52、-53、C1--5、-6、85、86、87、-76、-77、-78、67、68、69、-58、-59、-60、49、A2--46、-47、-48、37、38、39、-28、-29、-30、19、20、21、-10、-11、-12、B2--54、43、44、45、-34、-35、-36、25、26、27、-16、-17、-18、7、8、C2-50、51、-40、-41、-42、31、32、33、-22、-23、-24、13、14、15、-4、分布系數(shù)8極-0.6368，12極-0.5566，y1＝8諧波相對(duì)幅值10極-100％，8極-75.69％，12極-48.8％。
在12極擴(kuò)展的方案A1-1、2、3、-84、-10、-11、-12、19、20、21、-28、-29、-30、37、38、B1-81、-89、-90、7、8、9、-16、-17、-18、25、26、27、-34、-35、43、C1-86、87、-4、-5、-6、13、14、15、-22、-23、-24、31、32、33、-40、A2--46、-47、-48、39、55、56、57、-64、-65、-66、73、74、75、-82、-83、B2--36、44、45、-52、-53、-54、61、62、63、-70、-71、-72、79、80、-88、C2--41、-42、49、50、51、-58、-59、-60、67、68、69、-76、-77、-78、85、分布系數(shù)8極-0.5383，12極-0.6378，y1＝8諧波相對(duì)幅值10極-100％，8極-64.％，12極-55.9％。
對(duì)其它槽數(shù)，其它極數(shù)的定子繞組，都可按上述方法劃分成兩個(gè)半繞組，迅速求得兩個(gè)半繞組三相所占槽號(hào)。不過，如何在擴(kuò)展極槽號(hào)相位圖上選擇半繞組槽號(hào)分布范圍，對(duì)半繞組的特性會(huì)有影響。例如，在Z1＝54 2P＝8按10極擴(kuò)展的方案里，如果仍按0°-180°，120°-300°，240°-60°，的范圍確定三相A、B、C、所占的槽號(hào)，6極分布系數(shù)是0.4856，諧波相對(duì)幅值是59.5％，若把選擇范圍定在26.66°-206.66°，146.66°-326.66°，266.66°-86.66°，6極分布系數(shù)將增為0.5643，諧波幅值增大為69.3％。
為簡化工藝，也不妨對(duì)兩個(gè)半繞組的少數(shù)槽號(hào)做適當(dāng)調(diào)整。如例9 Z1＝72，2P＝8，在6極擴(kuò)展的方案中將B1相的槽號(hào)9與B2相的45互換，將C1相的槽號(hào)-40與C2相的-4互換，除引起諧波含量稍增外，并不會(huì)損害兩個(gè)半繞組的基本功能。
當(dāng)把上述所有定子繞組方案，作為一個(gè)單元電機(jī)擴(kuò)展到由幾個(gè)單元電機(jī)構(gòu)成的定子繞組時(shí)，槽數(shù)、極數(shù)，包括諧波極數(shù)在內(nèi)，都應(yīng)同時(shí)擴(kuò)展幾倍。例如上述Z1＝36，2P＝4，兩個(gè)諧波極數(shù)2與6的定子繞組方案擴(kuò)展一倍就成為一個(gè)Z1＝72，2P＝8，兩個(gè)諧波極數(shù)是4與12的方案。它與上述例9 Z1＝72，2P＝8，兩個(gè)諧波極數(shù)2(P-1)＝6和2(P+1)＝10的定子繞組方案是不同的。
上述將2P極60°相帶繞組槽號(hào)在2(P-1)極或2(P+1)極槽號(hào)相位圖上擴(kuò)展的方法，其適用范圍不限于2(P-1)和2(P+1)兩種極數(shù)，而是普遍適用2(P-m)和2(P+m)(m＝1、2、3------等整數(shù))的兩種極數(shù)。例如，在Z1＝72，2P＝8的定子繞組里，若在2(P-3)＝2極的槽號(hào)位圖上擴(kuò)展，將形成2極諧波和2(P+3)＝14極諧波。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明劃分兩部分繞組槽號(hào)，據(jù)以產(chǎn)生預(yù)期的兩個(gè)起動(dòng)諧波的方法較現(xiàn)有技術(shù)簡便，直觀感很強(qiáng)-既然該起動(dòng)部分繞組得自該諧波極槽號(hào)相位圖上180°相帶槽號(hào)，形成該諧波極該是自然的事，該諧波分布系數(shù)也必然在 左右，另一對(duì)應(yīng)諧波的存在和具有較高分布系數(shù)，也是意料中的事。
2、本發(fā)明將2P基波極三相槽號(hào)擴(kuò)展到諧波極槽號(hào)相位圖上據(jù)以產(chǎn)生兩個(gè)起動(dòng)諧波的方法，不僅適用于產(chǎn)生2(P-1)和2(P+1)兩個(gè)諧波，也廣泛適用于產(chǎn)生2(P-m)和2(P+m)(其中m＝1、2、3------)兩個(gè)諧波，從而為起動(dòng)諧波的選擇提供了方便。
3、得自本發(fā)明兩個(gè)起動(dòng)諧波的分布系數(shù)較現(xiàn)有技術(shù)大有提高，諧波相對(duì)幅值隨之大幅度提高，因而電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能將更為優(yōu)越。
4、本發(fā)明定子兩個(gè)半繞組，線圈匝數(shù)相同，線規(guī)相同，轉(zhuǎn)子采用鼠籠繞組，不需絕緣，不需另接起動(dòng)電阻。而現(xiàn)有技術(shù)不時(shí)需采用不同匝數(shù)，不同線規(guī)的繞組結(jié)構(gòu)，同一極相組的線圈不時(shí)被拆散到不同支路里，在起動(dòng)過程中甚至被拆散到不同的相里，因而必須增加端部絕緣，轉(zhuǎn)子繞組又限于繞線式。兩相比較，本發(fā)明電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)工藝更簡單，制造成本更低，可靠性更高，適用范圍更廣-既適用于低壓，也適用于高壓。
權(quán)利要求
1.一種三波起動(dòng)電動(dòng)機(jī)定子繞組構(gòu)成方法，該電動(dòng)機(jī)定子槽數(shù)為Z1，運(yùn)行極數(shù)為2P，通過合理分配，將三相槽號(hào)劃分為兩部分繞組，其起動(dòng)部分繞組產(chǎn)生三個(gè)磁動(dòng)勢波，即一個(gè)2P極基波，一個(gè)2(P-1)極低次諧波和一個(gè)2(P+1)極高次諧波，本發(fā)明槽號(hào)分配方法的特征在于，將2P極60°相帶繞組三相槽號(hào)移到2(P-1)極槽號(hào)相位圖上或2(P+1)極槽號(hào)相位圖上，并按該諧波極相位排列，使三相槽號(hào)由60°分布范圍擴(kuò)展為該諧波極槽號(hào)相位圖上的360°范圍，再按相同的相序，把全部三相槽號(hào)劃分為兩個(gè)半繞組，兩個(gè)半繞組三相各占180°分布范圍的該相槽號(hào)，即第一個(gè)半繞組的A1相占有0°-180°分布范圍的A相槽號(hào)，第二個(gè)半繞組的A2相占有180°-360°分布范圍的A相槽號(hào)，第一個(gè)半繞組的B1相占有120°-300°分布范圍的B相槽號(hào)，第二個(gè)半繞組的B2相占有300°-120°分布范圍的B相槽號(hào)，第一個(gè)半繞組的C1相占有240°-60°分布范圍的C相槽號(hào)，第二個(gè)半繞組C2相占有60°-240°分布范圍的C相槽號(hào)，A1、A2、B1、B2、C1、C2、、截取槽號(hào)的分布范圍也可以同時(shí)位移相同的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法劃分的電動(dòng)機(jī)兩個(gè)半繞組，其特征是，槽號(hào)線圈匝數(shù)相同，線規(guī)相同，兩個(gè)半繞組的基本功能也相同，都能單獨(dú)投入電網(wǎng)，產(chǎn)生預(yù)期的一個(gè)2P極基波和2(P-1)極、2(P+1)極的兩個(gè)諧波，其中擴(kuò)展極諧波分布系數(shù)高達(dá)2/π左右，非擴(kuò)展極諧波的分布系數(shù)也在0.51-0.59范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法得到的權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)定子繞組，其特征是，把該電動(dòng)機(jī)作為一個(gè)單元電機(jī)擴(kuò)大為由幾個(gè)單元電機(jī)組成的電動(dòng)機(jī)時(shí)，定子繞組槽數(shù)，運(yùn)行極數(shù)擴(kuò)大多少倍，兩個(gè)諧波的極數(shù)也擴(kuò)大多少倍。
全文摘要
本發(fā)明提出三波起動(dòng)電動(dòng)機(jī)定子繞組構(gòu)成方法，把運(yùn)行極三相槽號(hào)60°分布范圍變?yōu)橐粋€(gè)諧波的360°分布范圍，再將其均分為兩個(gè)半繞組。兩個(gè)半繞組三相分別占有180°分布范圍的該相槽號(hào)。產(chǎn)生兩個(gè)諧波的分布系數(shù)，一個(gè)約2/π，一個(gè)在0.51－0.59之間，諧波相對(duì)幅值大幅度提高。兩個(gè)半繞組線匝相同，線規(guī)相同，加以轉(zhuǎn)子采用鼠籠型，故本發(fā)明電動(dòng)機(jī)制造成本更低，可靠性更高，起動(dòng)性能更好，適用范圍更廣。
文檔編號(hào)H02K3/28GK1988327SQ200510136369
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月24日
發(fā)明者鐘方 申請(qǐng)人:鐘方