单绕组双速电动机的新型式

2019-04-22

防爆电机 2019年2期

(江苏无锡 214117)

1 新型式及分析

双速电动机采用两套绕组较少, 因为材料利用率低, 一般用一套等匝等跨距的双迭绕组。以定子36槽-8/4极为例, 常用一套双迭绕组，取跨距为1～6 。图1为其槽号及一相线圈的布置(仅画一半槽，一相)。按特赫莱接法, 4极时后一组线圈反向。为便于比较，其谐波分析汇总见表1。

表1 双速电动机 36槽-8/4极双迭绕组跨距Y=1～6 谐波计算

注：等匝等跨距(Y=1～6)双迭绕组。排列见图1。

现在我们将定子36槽-8/4极的双迭线圈改为不等匝同心线圈, 其排列见图2。当新绕组匝比为N1:N2:N3=0.18092:0.79813:0.52094时, 对8极, 不难求出, 主波绕组系数为0.90231, 而8极的相带谐波全为0, 谐波分析见表2。该绕组平均跨距为4.546, 小于5。

图2 双速电动机 36槽-8/4极线圈排列 (不等匝同心绕组)

表2 双速电动机 36槽-8/4极不等匝同心绕组谐波计算

注：匝比N1：N2：N3=0.18092：0.78931：0.52094。排列见图2。

显然，这种排列对36槽8极而言，相当于单速电动机每极每相槽数q=3/2的分数槽正弦绕组排列，可参见文献[1]。对8极, 主波绕组系数由普通双迭(Y=1～6)的0.8312增加到0.90231, 大大提高了材料利用率，大大提高了出力。相带谐波全为0, 对降低电机杂散损耗降低振动噪声极为有利。

单绕组双速电动机的一套绕组要兼顾两个极的性能。设原36槽-8/4极双迭绕组，跨距为1～6, 接法为角/YY。本文改为新绕组后，接法仍为角/YY 。因为这种接法 8极磁密高，4极磁密低，能够充分发挥8极正弦绕组的优点。为便于比较，设计时取新老绕组槽满率接近，并以原双迭绕组8极磁密为参考，使两者接近。因为新绕组主波绕组系数高，故每槽导体数可大大减少。因此8极采用正弦绕组比原双迭绕组，输出功率可提高15～20%。

新绕组的4极，仍按上面的变极接法, 即后一组线圈反向。其谐波分析见表2。 4极主波绕组系数略有下降，谐波有所增加。 4极接法仍为YY，采用新绕组后因每槽导体数减少，4极磁密有所增加，提高了利用率。虽然主波绕组系数有所下降，但4P的输出功率不降反增，也可提高约6～10%。

新绕组理论匝比时，各槽不等匝, 大小相差约6.4%。如匝比改为N1：N2：N3=0.2：0.8：0.5，则各槽等匝， 8p，4p主波绕组系数分别为0.8996，0.70052。8p相带谐波虽不为0, 但仍然很低。