專利名稱：高效能三相電容電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相電容電機，特別是涉及一種定子采用六相繞組，并在輔繞組串聯(lián)有電容器而形成的三相電容電動機。
眾所周知，現(xiàn)有的三相電容電動機以美國Wanlass提出的方案為代表，電動機定子嵌有兩套60°相帶的三相繞組，這兩套三相繞組在空間有θ電度的相位移，由Wanlass公司提出的數(shù)據(jù)在國內(nèi)制造的樣機，都是θ＝60電度，分析和樣機實驗表明其效果與普通三相電動機端部并接電容器無異。
經(jīng)檢索可知黃念璞等發(fā)表在《中小型電機》1996年第5期，題目為″三相電容運轉(zhuǎn)繞組諧波分析″所介紹的三相電容電動機，該文提出的由電動機本體和電容器組成的三相電容電動機可認(rèn)為Wanlass電動機的改進型。這種三相電容電動機是令θ＝90電度，降低了電動機的諧波含量，雖然在一定程度上提高了電動機的效率，性能有所改善，但是仍不夠完善。且在利用現(xiàn)成的三相電動機改繞時，當(dāng)原三相電動機每極、每相槽數(shù)q＝奇數(shù)時，兩套三相60°相帶繞組之間的位移角與90電度的最小偏差為1/2槽距角。例如q＝3，則兩套三相繞組的位移角與90°的最小偏差為詞10°，就是說在最佳狀態(tài)下，θ＝80°或100°時，則對諧波削弱的程度就較差了。
本發(fā)明的目的在于提供一種能明顯提高三相電容電動機的力能指標(biāo)的高效能三相電容電動機。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，將該電動機中電動機本體定子的六相繞組采用30電度相帶，各相繞組的有效匝數(shù)相等，這六相繞組在定子中形成兩套對稱的三相繞組，兩套三相繞組之間在空間有90電度的相位移，相位領(lǐng)前的一套三相繞組即輔繞組串聯(lián)電容后與另一套三相繞組即主繞組并聯(lián)。
本發(fā)明與現(xiàn)有的三相異步電動機比較有如下顯著優(yōu)點1.與Wanlass電動機及其改進型相比較，由于本發(fā)明電動機采用了30°相帶，所以本發(fā)明電動機的基波繞組系數(shù)比60°相帶的電動機提高了3.5％，材料利用率明顯提高，在使用相同量的材料時就可使電機效率明顯提高。
2.六相繞組的諧波磁勢含量低，再加上鼠籠對諧波磁勢的削弱作用，本發(fā)明的諧波損耗是很小的。當(dāng)主、輔繞組的相位移與90°有偏差時，根據(jù)本發(fā)明的實施辦法，本發(fā)明的偏差最小。這樣，如果因電源等各種原因出現(xiàn)不對稱時，本發(fā)明電機對逆序磁場有最強的削弱作用。它有效地抑制了諧波磁勢和逆序磁場，η· cosφ比普通電機提高20％以上，電機制造簡單、易于實現(xiàn)。
3.本發(fā)明比正弦繞組電機在工藝方面要優(yōu)越。正弦繞組電機雖也應(yīng)用30°相帶，但其中的一套三相繞組按△接法，另一套按Y接法，嵌線較麻煩。而且正弦繞組電機的功率因數(shù)較低，削弱逆序磁場的能力也比本發(fā)明弱，因此效率比本發(fā)明低。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述


圖1為本發(fā)明的定子繞組原理△接法接線圖。
圖2為本發(fā)明的定子繞組原理Y接法接線圖。
圖3為本發(fā)明在一對極下的繞組相帶分布示意圖。
圖4為本發(fā)明定子繞組電勢相量圖。
從圖1、圖2可知，本發(fā)明的定子繞組可看成是一個由三組互差120電度的單相電容電動機繞組所組成，它們可以按△接法(如圖1所示)，也可按Y接法(如圖2所示)以組成三相電動機。這三組繞組是對稱的，可以取出任意一組來說明其結(jié)構(gòu)。例如取A-A′這一組繞組來看，繞組A′在空間領(lǐng)前于繞組A90電度，繞組A′串電容器后與繞組A并聯(lián)，這兩只繞組的有效匝數(shù)相同，繞組按30電度相帶設(shè)計。在一對極下本發(fā)明的繞組相帶分布如圖3所示，其中A與X為同一相繞組，A′與X′，B與Y，B′與Y′，C與Z，C′與Z′分別也都是同一相繞組，慣例與普通三相電動機繞組相同。顯然，這樣所形成的電動機定于繞組是六相繞組，依靠電容器的分相作用，這六相繞組按圖1或圖2的方式接入三相電源成為三相電容電動機。繞組按30°相帶設(shè)計，內(nèi)部是有效匝數(shù)相同的六相繞組，由電容器分相外接三相電源這是本發(fā)明--高效能三相電容電動機的特點。
若稱不接電容器的繞組為主繞組，串接電容器的繞組為輔繞組。繞組的電勢相量圖如圖4所示?？梢娭骼@組形成對稱三相，放稱之為主三相，輔繞組形成另一對稱三相稱之為輔三相。主、輔三相在空間有90電度的相位移，輔三相領(lǐng)前主三相90電度是本發(fā)明的電動機的又一特點。
電容器在本發(fā)明中有分相和提供電動機所需無功源兩個作用，其數(shù)值根據(jù)電動機在滿載時所需的無功來計算，但電容器電流的額定值不應(yīng)超過輔繞組的額定電流值。也就是說，與輔繞組串聯(lián)的電容器，電容器的數(shù)值根據(jù)提供電動機在滿載時所需的無功伏安來確定，其約束條件是電容器的額定電流不超過輔繞組的額定電流。
本發(fā)明的電動機可以根據(jù)上述特點按普通電動機的設(shè)計方法進行設(shè)計，也可以利用現(xiàn)成的三相電動機改繞而成。即將原60°相帶的三相電機改成為30°相帶的六相繞組。簡單的辦法是將60°相帶一分為二，相帶的排列按圖3。如果原三相電機的每極每相槽數(shù)q為偶整數(shù)，則改成30°相帶的繞組時各相帶皆是整數(shù)槽，主、輔三相繞組之間的位移角為90°。當(dāng)電動機定子園周在60電度范圍內(nèi)，原三相電動機的每極每相槽數(shù)q為奇整數(shù)時，可采用帶一個公共槽的30電度相帶構(gòu)成法，即在分成30°相帶時將會出現(xiàn)一個公共槽，這個槽的上、下層分屬于不同的相帶，如q＝3，則槽1屬甲相帶槽3屬乙相帶，槽2為甲、乙兩個相帶共有。當(dāng)采用這種方法時主、輔三相繞組之間的相位移將與90°有一些偏差。例如當(dāng)q＝3時，主、輔繞組的相位移是86.73°，即與90°的偏差為3.27°只及1/6槽距角。當(dāng)q＝5時，主、輔繞組的相位移是88.83°，與90°的偏差為1.17°不到1/10槽距角。
實施例1利用Y90L-4電動機改繞時，原電動機三相定子24槽4極，每極每相槽數(shù)q＝2，定子繞組線規(guī)1-φ0.8，每槽線數(shù)63，繞組為單層鏈?zhǔn)椒植祭@組Y接，改繞成本發(fā)明的電動機數(shù)據(jù)為六相繞組，每極每相槽數(shù)q′＝1，定于繞組線規(guī)1-φ0.57，每槽導(dǎo)線數(shù)120，繞組為單層集中整距繞組，雙Y接法，一相串入的電容器為18微法。
實施例2利用Y802-2電動機改繞時，原電動機三相定子18槽2極，每極每相槽數(shù)q＝3，每槽導(dǎo)線數(shù)90，導(dǎo)線線規(guī)1-φ0.71，單層交叉鏈?zhǔn)椒植祭@組Y接，改繞成本發(fā)明的電動機數(shù)據(jù)為每極每相槽數(shù)q＝′1.5，每槽導(dǎo)線數(shù)174，導(dǎo)線線規(guī)1-φ0.51，單雙層整距繞組，雙Y聯(lián)接，一相串入的電容器為12微法。
權(quán)利要求
1.一種高效能三相電容電動機，由電動機本體和電容器組成，其特征在于該電動機中的電動機本體定子的六相繞組采用30電度相帶，各相繞組的有效匝數(shù)相等，這六相繞組在定子中形成兩套對稱三相繞組，兩套三相繞組之間在空間有90電度的相位移，相位領(lǐng)前的一套三相繞組即輔繞組串聯(lián)電容后與另一套三相繞組即主繞組并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能三相電容電動機，其特征在于當(dāng)電動機定子園周在60電度范圍內(nèi)的槽數(shù)為奇整數(shù)時，六相繞組可采用有一個公共槽的30電度相帶構(gòu)成法，即在分成30°相帶時將會出現(xiàn)一個公共槽，這個槽的上、下層分屬于不同的相帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能三相電容電動機，其特征在于與輔繞組串聯(lián)的電容器，電容器的數(shù)值根據(jù)提供電動機在滿載時所需的無功伏安來確定，其約束條件是電容器的額定電流不超過輔繞組的額定電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效能三相電容電動機，定子采用按30°相帶設(shè)計的六相繞組，各相繞組的有效匝數(shù)相同，它們實際上形成了兩套對稱三相繞組，這兩套繞組有90電度相位移，相位領(lǐng)前的一套三相繞組即輔繞組串聯(lián)電容后與另一套三相繞組即主繞組并聯(lián)。本發(fā)明可使電機效率提高3.5％左右，有效地抑制了諧波磁勢和逆序磁場，η·cosΦ比普通電機提高20％以上，電機制造簡單、易于實現(xiàn)。
文檔編號H02K3/28GK1163502SQ9710685
公開日1997年10月29日 申請日期1997年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月5日
發(fā)明者吳漢光 申請人:福州大學(xué)