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      三相電動(dòng)機(jī)每極每相槽數(shù)q為6/7/8中的全優(yōu)繞組的制作方法

      文檔序號(hào):7289222閱讀:365來源:國知局
      專利名稱:三相電動(dòng)機(jī)每極每相槽數(shù)q為6/7/8中的全優(yōu)繞組的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      電動(dòng)機(jī)制造背景技術(shù) 金陽 陳維靜.一個(gè)雙層不等匝繞組的優(yōu)化布置.中小型電機(jī),1994,21(4)14~17求雙層同心式等槽滿率匝比優(yōu)化方案。優(yōu)化結(jié)果表中q=6的第一方案5/7次諧波幅值(繞組系數(shù))0.0331/0.0684。7次諧波幅值高于q=6Y=16/15等匝方案的對(duì)應(yīng)值0.0497/0.0376。5/7次諧波幅值對(duì)電機(jī)M-S曲線和雜耗起決定性影響。5次諧波降低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,7次諧波降低最小轉(zhuǎn)矩。
      衛(wèi)愛民 單敬愛 李莉.三相實(shí)用型正弦分布繞組的研究.中小型電機(jī),1996,23(1)7~11。求雙層同心式不加等槽滿率限制匝比優(yōu)化方案。
      對(duì)方法歸結(jié)為對(duì)An+A(q-n+1)/2=COS[(q+0.5-0.5y+n-1)*60°/q]和A(q-n+1)+An/2=COS[(q+0.5-0.5y+q-n)*60°/q]方程組求解得匝比。
      對(duì)表1中q=6解方程組,求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6(跨距最大即最外鏈為Z1,跨距最小即最內(nèi)鏈為Z6)為0.945/0.817/0.662/0.488/0.299/0.101。得綜合諧波強(qiáng)度/5次諧波幅值/7次諧波幅值為3.933/0.00020/0.00003。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.046/1.116/1.150,平均值為1.104,最大值對(duì)平均值的比為1.042,即因槽滿率不等繞組電阻增加4.2%。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.6/0.4/0.2/0.1(0.1+0.9為槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)1,稱0.1為最內(nèi)鏈匝比)。相應(yīng)數(shù)據(jù)為4.085/0.04913/0.00151。
      對(duì)表1中q=7解方程組,求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7為0.954/0.846/0.720/0.577/0.422/0.256/0.086。相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.006/0.00010/0.00022。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.040/1.102/1.142/1.154,平均值為1.1095,最大值對(duì)平均值的比為1.040,即因槽滿率不等繞組電阻增加4.0%。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.7/0.5/0.3/0.2/0.1相應(yīng)數(shù)據(jù)為1.018/0.04438/0。
      對(duì)表1中q=8解方程組,求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7/Z8為0.960/0.869/0.761/0.642/0.510/0.372/0.225/0.076。相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.005/0.00005/0.00014。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.036/1.094/1.133/1.152,平均值為1.1038,最大值對(duì)平均值的比為1.044,即因槽滿率不等繞組電阻增加4.4%。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.7/0.6/0.4/0.3/0.2/0.1相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.752/0.03125/0.01243。
      王懷林.談適用于對(duì)稱不等匝的繞組系數(shù)公式.中小型電機(jī),1996,23(2)28~29有公式,有參數(shù)q+0.5-0.5Y,為權(quán)數(shù)可視技術(shù)提供了條件。

      發(fā)明內(nèi)容
      背景技術(shù)
      中不等槽滿率,繞組電阻增加4.0%以上。等槽滿率和不等槽滿率過渡到等槽滿率不能做到5/7次諧波幅值同時(shí)低于1%。同時(shí)最內(nèi)鏈匝比太小,對(duì)基匝是小匝數(shù)往往成為不可能。最內(nèi)鏈匝數(shù)太小并繞根數(shù)又不多時(shí),插相間紙需防止插錯(cuò)。這些都阻礙了背景技術(shù)實(shí)施。
      盡可能高的最內(nèi)鏈匝比和5/7次諧波幅值同時(shí)低于1%的等槽滿率方案是理想方案。本發(fā)明,利用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù),找到了理想方案。
      Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)布局A2為每極每相槽數(shù),B2為跨距,C2=A2+0.5-0.5*B2 C3=C2+1,選中C3自動(dòng)填充至C9,這就是槽權(quán)數(shù)。D2~D9輸入對(duì)應(yīng)匝數(shù)(含零匝,等匝也可全取1)。D10=SUM(D2D9)。F1輸入1,G1至R1輸入5,7,11,13...35,37(37以內(nèi)6倍數(shù)加,減1)F2=$D2*COS(F$1*3.1415926*$C2/3/$A$2)選中F2自動(dòng)填充至F9。這就是槽權(quán)數(shù)效應(yīng)。F10=SUM(F2F9)這就是槽權(quán)數(shù)效應(yīng)和。F11=F10/$D$10。F12=F11/$F$11/F$1*100。F13=F12*F12。選中F2至F13向右自動(dòng)填充至R13。S13=SUM(G13R13)。F14=SQR(S13)布局中的文字和符號(hào)A1輸為q,B1輸為Y,D1輸為匝數(shù)或匝數(shù)比,E1輸為諧波次數(shù),E11輸為繞組系數(shù)(幅值),E12輸為比值百分?jǐn)?shù),E13輸為比值百分?jǐn)?shù)平方,E14輸為綜合諧波強(qiáng)度。
      對(duì)q=6用三步驟調(diào)5,7次諧波。
      設(shè)1-6鏈匝比為a,b,c,1-c,1-b,1-a。解5,7,11次諧波為零三方程組,得a=0.44,b=1.61,c=-0.7。無意義。解5,7,次諧波為零二方程組,可能有無數(shù)解。加上小匝不要太小的限制,運(yùn)用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)找到了理想解,導(dǎo)致了本發(fā)明。下表等匝5次諧波負(fù),7次諧波正。步驟一 減6(少減工藝性好)增1明顯降5次。步驟二 減5(少減工藝性好)增2等效降5,7次。步驟三 減4增3降5次又降7次,解5次諧波為零方程得3鏈對(duì)4鏈匝比。觀察11次諧波降,升,升。

      對(duì)q=7也照此辦理,表給出了產(chǎn)品/正弦/取等槽滿率/本發(fā)明相應(yīng)數(shù)據(jù)。

      對(duì)q=8外6鏈也照此辦玨,內(nèi)2鏈調(diào)試,也有相應(yīng)數(shù)據(jù)。

      q=6/7/8 Y和Y2系列產(chǎn)品試優(yōu)化表


      注表中不符合基匝比的有的給出了多個(gè)方案。


      本圖是電機(jī)制造中廣泛采用的雙層同心式繞組示意圖,以q=6示意圖為例,本圖明示了繞組6鏈的跨距分別是17(1-18)、15(2-17)、13(3-16)、11(4-15)、9(5-14)、7(6-13)。平均跨距Y=12。明示了上下層同相組對(duì)稱軸的位置,以及第一鏈對(duì)對(duì)稱軸A-A的距離槽數(shù)0.5(與公式q+0.5-0.5Y=6.5-12/2=0.5 一致)。明示了繞組第1鏈(最外鏈)和第6鏈(最內(nèi)鏈),第2鏈和第5鏈,第3鏈和第4鏈位于同一槽。明示了第1鏈匝數(shù)加第6鏈匝數(shù),第2鏈匝數(shù)加第5鏈匝數(shù),第3鏈匝數(shù)加第4鏈匝數(shù)相等,即為等槽滿率。同一槽內(nèi)的匝數(shù)和稱為槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)。
      具體實(shí)施例方式
      對(duì)表中總匝數(shù)不變電機(jī),做好線模按相關(guān)工藝直接實(shí)施。測(cè)得性能后,再進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)材。對(duì)表中總匝數(shù)增加電機(jī)反算線規(guī),做好線模,按相關(guān)工藝直接實(shí)施。稱重記錄節(jié)材比例,測(cè)得性能總結(jié)。因5/7次諧波低,電機(jī)轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)值高于計(jì)算值較多,電機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o憂。用于初次設(shè)計(jì),算得的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩值可適當(dāng)?shù)陀跇?biāo)準(zhǔn)值,以讓其它性能更優(yōu)。包括電機(jī)效率。
      方案的方法Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)可用于產(chǎn)品5/7次諧波有選擇性的削弱。例如下表Y280M-2不等匝7次諧波為零使最小轉(zhuǎn)矩倍數(shù)高達(dá)2.13。
      已批量制作表中Y180-250電機(jī),繞組長度系數(shù)0.985,截面系數(shù)1,電阻系數(shù)0.985。測(cè)得Y200L1-2帶風(fēng)扇噪聲聲功率級(jí)64分貝(1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)90分貝,2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)95分貝)。已制作表中多臺(tái)Y315S-4電機(jī),繞組長度系數(shù)0.94,截面系數(shù)0.94,電阻系數(shù)1,重量系數(shù)0.8836,省銅11.64%。表中所有規(guī)格電阻系數(shù)不大于1,高基波、低諧波、電阻不增加電機(jī)性能會(huì)全優(yōu)。
      已有實(shí)施效益支持我作為非設(shè)計(jì)者,對(duì)Y180-280兩極電機(jī),Y225-280四極電機(jī),Y250-280六極電機(jī)二次設(shè)計(jì)為雙層對(duì)稱不等匝疊繞組。僅有限的降低了5,7次諧波。業(yè)余推動(dòng)實(shí)施。從91年至98年7月,投產(chǎn)10878臺(tái),省銅31741公斤。同時(shí)降低槽滿率,省工時(shí)效益可觀。
      已有雙層疊繞對(duì)稱不等匝(有限降低5/7次諧波)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)支持

      注4規(guī)格原溫升55.1/54.05/56.9/55.8。試制溫升60/59.8/未做/52.5。Y280M-2不等匝方案是S鐵心M線模,同時(shí)省鐵心35mm,因最大轉(zhuǎn)矩達(dá)4.39倍過大,未改進(jìn)未投產(chǎn)。Y315S-2因轉(zhuǎn)車間生產(chǎn)而終止于上述實(shí)驗(yàn)。
      權(quán)利要求
      對(duì)現(xiàn)行產(chǎn)品,兩背景技術(shù)和本發(fā)明5/7次諧波幅值百分?jǐn)?shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下
      表中直接等槽滿率是等槽滿率對(duì)等匝優(yōu)化背景技術(shù)之一。表中不等槽滿率過渡為等槽滿率是對(duì)等匝優(yōu)化背景技術(shù)之二。先求不等槽滿率匝比再就近取為等槽滿率。本發(fā)明應(yīng)用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)對(duì)q=6經(jīng)三步驟調(diào)槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)構(gòu)成1.5/1/1/1/1/0.5;1.5/1.5/1/1/0.5/0.5;1.5/1.5/1.313/0.687/0.5/0.5求得匝比。運(yùn)用到q=7為1.5/1.5/1.5/1/0.5/0.5/0.5,運(yùn)用到q=8為1.5/1.5/1.5/1.2/0.8/0.5/0.5/0.5。諧波幅值如上表。本發(fā)明上述匝比對(duì)三個(gè)每極每相槽數(shù),即q=6/7/8都達(dá)到了5/7次諧波同時(shí)低于1%,綜合諧波強(qiáng)度明顯低于等匝方案,低于背景技術(shù)1。表中最內(nèi)鏈匝數(shù)除以槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)(最內(nèi)鏈匝數(shù)和最外內(nèi)鏈匝數(shù)的和),即占槽比。該數(shù)是一個(gè)重要數(shù)值。因若原等匝槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)很小乘以一個(gè)又很小占槽比得到的是無法實(shí)施的匝數(shù),再取整諧波差別又很大。另外占槽比小工藝性也差一些。本發(fā)明等槽滿率可使繞組不增加電阻,高基波低諧波,電機(jī)性能會(huì)全優(yōu)。實(shí)施后可三次設(shè)計(jì)節(jié)材??赏娲鷮?duì)應(yīng)的現(xiàn)行雙層疊繞組。對(duì)照二次設(shè)計(jì)表1每極每相槽數(shù)q=6平均跨距為12的,5次和7次諧波幅值均低于0.01,最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.23到0.31的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。2每極每相槽數(shù)q=7平均跨距為14的,5次和7次諧波幅值均低于0.01,最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.25到0.30的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。3每極每相槽數(shù)q=8平均跨距為16的,5次諧波幅值低于0.01和7次諧波幅值低于0.02,最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.20到0.40的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。
      全文摘要
      三相電動(dòng)機(jī)每極每相槽數(shù)q為6/7/8中的全優(yōu)繞組之發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域電動(dòng)機(jī)制造。等槽滿率雙層同心式不等匝繞組背景技術(shù)5/7次諧波高。匝比遞減,最低匝比0.1對(duì)等匝的改進(jìn)不能準(zhǔn)確實(shí)施。發(fā)明用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)對(duì)q=6/7/8求得0.75/0.75/0.66/0.34/ 0.25/0.25;0.75/0.75/0.75/ 1/0.25/0.25/0.25;0.75/ 0.75/0.75/1.2/0.8/0.25/0.25/0.25的匝比,最低0.25改進(jìn)能準(zhǔn)確實(shí)施。同時(shí)等匝/背景/發(fā)明對(duì)應(yīng)5/7次諧波百分?jǐn)?shù)5~13/3~5/0~0.6;4~14/0~7/0~0.8。本發(fā)明對(duì)Y、Y2系列相應(yīng)規(guī)格電機(jī)二次試設(shè)計(jì),等槽滿率使繞組電阻最小,高基波低諧波實(shí)施性能會(huì)全優(yōu)??扇卧O(shè)計(jì)節(jié)材。本q組所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品雜耗均高,發(fā)明改進(jìn)效果技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益尤為顯著,有望取代相應(yīng)的等匝疊繞組。
      文檔編號(hào)H02K3/12GK1953296SQ20061012738
      公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
      發(fā)明者王懷林 申請(qǐng)人:王懷林
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