星型联接六相高效异步电动机

张文兵

(重庆川仪速达机电有限公司,重庆 400712)

节能降耗是人类的永久课题,尤其是发展中国家,显得极其重要。据有关数据报道,我国电能约有 2/3以上消耗在电动机上,因此,提高电动机效率是电动机行业的一件大事。目前的Y、Y2系列三相电动机定子绕组大多采用三线三相正弦绕组分布,感应笼型转子,实现转子异步转动。该系列三相电动机的绕组,其产生的三相磁场互为 120°,因材料与制造工艺等因素,效率不高,一般在 75%左右,且力矩输出波动大。业内科技工作者通过采用特殊材料,降低电动机的铁损、铜损,通过变频技术控制电动机运行特性,在一定程度上提高了电动机的效率。

笔者本着节约电能、降本增效的原则,通过理论分析,并根据大量测试数据,提出一种星型联接六相高效异步电动机的构想。具体地说,它是一种交流异步电动机的电磁设计,磁场优化后,通过测试,其电动机效率较普通三线三相异步电动机高出 15%左右。

本设计的技术方案为:该电动机包括定子绕组、运行电容、定子铁心、鼠笼转子、端盖、机壳和轴承,在电动机定子铁心上安装三相主绕组与三相辅助绕组。本设计的星型联接六相高效异步电动机,六相绕组与外界运行电容移相 90°配合使用,形成互为 60°相位角。该电动机磁场均匀,力矩稳定,冲击电流小,结构简单,成本低,可靠性高,效率高,达 90%。

下面结合附图和具体实施方式对本设计作进一步详细的说明。图1a为 Y、Y 2系列三相电动机定子绕组图;图1b为星型联接六相高效异步电动机定子绕组图;图2a为Y、Y 2系列三相电动机定子电压波形图;图2b为星型联接六相高效异步电动机定子电压波形图。

具体实施方式:

如图1b所示,本设计涉及一种星型联接六相高效异步电动机包括主绕组 X、Y、Z,辅助绕组 X′、Y′、Z′和运行电容 C,在主绕组之间安装一辅助绕组滞后于主绕组 30°机械角,并串联电容移相 90°后,并入主绕组,使之所有绕组之间形成60°相位角,尽可能地形成圆形磁场,感应转子稳定运转(电容的选取目前采用示波器比较查看,暂无公式计算。)

如图2b所示,该电动机的通电率有效值更高,效率明显比 Y、Y 2系列三相电动机高,实验结果表明改进后的电动机输出力矩脉动明显减小。

图中:X、Y、Z为电动机定子主绕组;X′、Y′、Z′为电动机辅助绕组;C为电动机运行电容;O为电动机中性点。