4_8极双绕组双速三相异步电动机的并联路数及接法

4/8极双绕组双速三相异步电动机的

并联路数及接法

王丽芳

山西防爆电机(集团)有限公司,山西长治(046011)

摘 要 讨论并分析的是4/8极双绕组双速电动机的并联支路数(以下简称电机)。电机的定子有两套绕组,转子是其中一个。除每一个定子绕组与转子之间的感应电势外,定子的两套绕组之间也有感应电势,如果并联路数选择错误或接法不正确电机都将不能正常工作。

关键词 双绕组;感应电势;并联支路数;接法中图分类号TM343.

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4 文献标识码B 文章编号100827281(2010)0520014203

NumberofParallelBranchesandConnectionMethodof4/82PoleTwo2Winding

Double2SpeedThree2PhaseInductionMotor

WangLifang

Abstract Thispaperdiscussesandanalyzesthenumberofparallelbranchesof4/82poletwo2windingdouble2speedmotor(hereafterreferredtoassimplymotor).Therearewosetsofstatorwindingsinmotort,androtorisoneofthem.Theinducedelectromotiveforceexistsnotonlybetweeneachstatorwindingandrotorbutalsobetweentwosetsofsta2torwindings.Ifthenumberofparallelbranchesorconnectionmethodarenotselectedcor2rectly,themotorwilloperateabnormally.bestheprototypeinaspectsofdesignandprocess,etc.

Keywords

Two2winding;inducedelectromotiveforce;numberofparallelbran2

计,电机设计参数见表1,并且对该电机进行电气

性能试验,电机试验数据见表2。

表1 电机的设计数值电压(V)

空载额定状态

4极8极4极8极

1140

电流(A)

5369186123

表2 电机的试验数值

空载试验4极8极

电压(V)1140390

电流(A)

52160

转速(r/min)

[1**********]741转速(r/min)

ches;connectionmethod

0 引言

我公司在做第一台YBSD315/16024/8双速电机时,4极为4路,8极为2路。在试验过程中,出现了不正常的现象。产生的原因是三相异步电机中的磁场随时间呈正弦波形变化。绕组N极与S极感应出大小相等、方向相反的电势,N极与N极感应出大小相等、方向相同的电势。电机的运行原理是:低速起动,高速运行,过载时再由高速切换到低速。也就是说电机的定子绕组永远只有一个线圈处于通电状态,形成环流,通电的线圈建立三相交变磁场,另一个绕组就相当于磁场下的闭合电路,会有感应电势存在。产生磁场影响已通电的绕组,致使电机不能正常工作,为此必须是没通电绕组回路中的感应电势为零。

从表1、表2可以明显地看出,电机的4极空载试验正常,空载的试验数据与设计数据相符。而8极则不正常,当空载电压加到390V时,空载电流已达到160A,已远远大于其设计数值69A,并且也大于其额定电流123A。也就是说,电机的8极是不能够在额定电压下正常运行的,否则就会由于电流过大烧毁线圈。

1 电机的设计与试验数据对比分析

我们对YBSD315/16024/8双速电机进行设

解决上述问题的办法就是把4极的并联路数由原来的4路改为2路,试验一切正常。由此可见双速电机对于每一极的并联路数是有要求的。

Y接法,就要求每一个并联支路的感应电势合成为0,否则在并联支路中将有环流存在。如果是一路或多路v接法,它就要求每一支路的感应电势合成为0。如果绕组允许采用2路或多路的话,它就可以是1路,但1路时由于线圈并绕根数多,给串联接线将带来困难。3.2 4/8极双速的并联路数

Q为定子冲片槽数,q为每级每相槽数,y为绕组跨距。

Q=72;4极;q=72/(4@3)=6 y=15 8极;q=72/(8@3)=3 y=8

图3画出了一半线圈,另一半是对称的

。

2 线圈感应电势抵消为0时的接线

规律

绕组产生旋转磁场,在没通电的绕组中产生感应电势,闭合电路中,磁场N极与S极下的感应电势方向是相反的,磁场N极与N极下的感应电势方向是相同的。同相的A与A两线圈串联时为尾与头相接,同相的A与X两线圈串联时为尾与尾相接。根据以上两点,就能准确地分析定子两绕组中的感应电势方向

。

图3 4极与8极双速电机线圈图的对应关系

3.2.1 8极线圈通电

图1 同相A与A线圈串联;同相A与X线圈串联时的接法与

电流方向

8极线圈通电,就要分析4极线圈的感应电势与电流。4极的A线圈上层对应8极下的A、Z线圈建立的磁场;下层对应8极下的Y、A、Z(跨矩1~16)线圈建立的磁场。X线圈与A线圈的磁场对应关系相同。这种情况属于线圈不同,磁场相同。因此,4极下的这2个线圈必须串联,感应电势才能为0。这样,4极的并联路数为2。

图2 在不改变绕组串联接线的情况下,线圈感应电势抵消为0时的感应电势方向

如果把4极下的A与X这两个线圈并联,也就是说,4极电机的并联路数为4,情况正如我公司第一次作双速电机时的情况一样,感应的样子如图4所示

。

从图2可以看出,在通电线圈建立磁场的作用下,要使另一个不通电的两串联线圈的感应电势抵消为零,必须按照以下的规定接线:不通电的线圈A与A对应位置下的通电线圈建立的磁场应该分别对应N极与S极;不通电的线圈A与X对应位置下的通电线圈建立的磁场应该对应N极与N极。也就是说,串联的两线圈,线圈相同,磁场不同;线圈不同,磁场相同。这就是双绕组双速电机接线时,必须要执行的法则。

图4 4极4路时的感应情况

3 并联支路数选择

3.1 电机的并联支路数

如果采用一路Y接法,一个绕组通电,另一个绕组即是有感应电势,一路Y接法由于开路,也不会形成闭合回路电流。如果采用二路或多路

从图4可以看出,在8极磁场感应电势的作

用下,4极线圈电路形成了一个闭合的电流回路。因此,在8极线圈通电时,4极电路中有感应电势及电流存在,导致8极就正如带了一个变压器负荷,8极线圈电流迅速增大,无法在额定电压下正常运行。

3.2.2 4极线圈通电

4极线圈通电,就要分析8极线圈的感应电势与电流。8极下的第1个A线圈上层对应4极下的A线圈建立的磁场,下层对应4极下的Z(跨矩1~9)线圈建立的磁场。第2个A线圈上层对应4极下的X线圈建立的磁场,下层对应4极下的C线圈建立的磁场。这两个线圈,属于线圈相同,对应的磁场不同,可以串联,感应电势为0。8极下的第1个X线圈上层对应4极下的Z线圈建立的磁场,下层对应4极下的B、X(跨矩1~9)线圈建立的磁场。第2个X线圈上层对应4极下的C线圈建立的磁场,下层对应4极下的Y、A线圈建立的磁场。这两个线圈,也属于线圈相同,对应的磁场不同,可以串联,感应电势为0。

一种接法是,8极下的第1个A线圈与第2个A线圈串联,第1个X线圈与第2个X线圈串联,每一支路的感应电势为0。这种情况下,8极的并联路数为4。按常规接法,8极下的这4个线圈也可以全部串联,感应电势也为0,这种情况下,8极的并联路数为2

。

图5为8极绕组并联路数为4时的一相接线,画

了一半,另一半是对称的。

4 结语

综上所述可以看出

(1)4/8极双绕组双速电机定子绕组的每一极的最少并联路数为1。

(2)4/8极双绕组双速电机定子绕组的每一极绕组最多的并联路数为自己的极对数,但要注意接法正确。也就是说4/8极双速电机,对应的并联路数分别为2和4。

(3)除以上两种情况外,4/8极双绕组双速电机的并联路数都可为2。

电机的路数及接法非常重要,如果路数错误或接法错误,都将使电机无法正常工作。本文仅对4/8极双绕组双速电机作了一个分析,但这是分析双绕组双速电机的一个方法,对于2/4、4/6、4/10、6/8、6/10、8/12等等,都可以用同样的方法来得出正确的并联路数及接法。工作中遇到双绕组双速电机时,具体问题还需具体分析。

参考文献

[1] 汤蕴璆,史乃.电机学.北京:机械工业出版社,2001.

[2] 陈世坤.电机设计.北京:机械工业出版社,2004.

作者简介:王丽芳 女 1965年生;毕业于太原理工大学电机

图5 8极绕组并联路数为4时的接线

系电机专业,现从事电机设计工作. 收稿日期:2010207212

(上接13页)

近理论值。因此相对而言,六相双Y绕组要简单一些,而降低谐波的效果也将更好。

为0。采用不等匝同心线圈的目的就是削减这些同向谐波,也是这种绕组的最大优点。不等匝同心绕组,与双层短距(11/12)绕组相比,更能削弱这些同向的q30-1列谐波。由于谐波含量很低,电机内磁势波形好,因而电机的杂散耗小,振动噪声小,更有利于改善电机性能。

参考文献

[1] 程福秀,林金铭.现代电机设计.北京:机械工业出版社,1992.

[2] 杨永平.星三角正弦绕组及其新型式.电机技术.2009.

作者简介:杨永平 男 1945年生;毕业于上海交通大学电机系,现在无锡市太湖特种电机厂. 收稿日期:2009209215

2 结语

六相双星形移30b绕组,如采用不等匝同心线圈,理论匝比时可做到除齿谐波外,其余谐波全为0。齿谐波可通过斜槽予以削减。由于两个星形做得完全一样,则K为q30的奇数倍时所对应的谐波(共q30列),合成时等值反向相抵为0。对同向的q30-1列谐波,采用不等匝同心线圈,则理论匝比时这些谐波本身为0,合成后这些谐波也应为0。实际匝比只要偏离理论匝比不大,那末这些同向谐波可以降到很小,合成后仍可接近