專利名稱：內(nèi)補(bǔ)償節(jié)能電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬一種異步電動機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)克服異步電機(jī)無功電流和啟動電流的方法有，在電機(jī)旁并聯(lián)電容器來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，或者如9110009.2專利申請公開的技術(shù)是用串聯(lián)電容器來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。其補(bǔ)償方法本質(zhì)上都是在電機(jī)外部采取措施，補(bǔ)償作用主要體現(xiàn)在電機(jī)端點(diǎn)外的配電線路上，所以補(bǔ)償效果有一定的局限性。
本實(shí)用新型旨在提供一種能在電機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，降低運(yùn)轉(zhuǎn)電流及啟動電流，節(jié)能效果好的內(nèi)補(bǔ)償節(jié)能電機(jī)。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是(參見實(shí)施例圖)，本實(shí)用新型包括外殼、轉(zhuǎn)子、定子，其特征在于所述的定子繞組Wa1、Wb1、Wc1和Wa2、Wb2、Wc2為二組共六相有效匝數(shù)不相等的繞組，同組的三相繞組匝數(shù)相等，不同組之間繞組有效匝數(shù)比為1∶1.2-2.5，兩組的六相繞組相間對稱排列首尾連接，依次按相差60°電勢角度順序曲折連接成電勢向量圖形為不等邊六邊形的六相閉合回路，六相閉合回路相間的三個(gè)對稱點(diǎn)A、B、C接三相電源，另外相間的三個(gè)對稱點(diǎn)a、b、c分別接三角形或星形連接的三個(gè)補(bǔ)償電容C1、C2、C3。
凡等效于上述定子繞組曲折電連接結(jié)構(gòu)的電機(jī)均為本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
本實(shí)用新型將三相異步電機(jī)定子繞組內(nèi)部的三角形接線改變?yōu)殡妱菹蛄繄D形為不等邊六邊形的接線，補(bǔ)償電容接在每兩相電源之間不同匝數(shù)兩繞組曲折電連接的相連點(diǎn)上，使補(bǔ)償電容對匝數(shù)較多、感應(yīng)電勢較大的繞組偏于發(fā)生并聯(lián)補(bǔ)償作用，對匝數(shù)較少、感應(yīng)電勢較小的繞組偏于發(fā)生串聯(lián)補(bǔ)償作用，不僅集中了串、并聯(lián)補(bǔ)償電容的優(yōu)點(diǎn)，而且在電機(jī)內(nèi)部形成互補(bǔ)回路。本裝置在基本不改變現(xiàn)有三相異步電機(jī)三相繞組空間幾何排列位置的前提下將每相繞組分為匝數(shù)不等的兩個(gè)繞組，形成六相繞組，并改變原有的電連接關(guān)系，上述六相繞組的曲折電連接關(guān)系實(shí)質(zhì)是在基本不改變原有三相繞組空間幾何排列位置的情況下，分別將原來每相分出的匝數(shù)較多的繞組順向移接到下一相匝數(shù)較少的繞組尾端和再下一相匝數(shù)較少繞組首端之間，各分出并移相連接的這一繞組同原繞組在空間排列上基本處于線槽上下層對應(yīng)的位置，這樣就近似形成三組對稱的原付邊繞組，使三角形或星形連接的三個(gè)補(bǔ)償電容，其相電流和線電流對不對稱的六相繞組發(fā)生原付邊互相關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償作用①三個(gè)補(bǔ)償電容分別對匝數(shù)較多的付邊繞組主要起并聯(lián)補(bǔ)償作用，在磁勢平衡作用下，流經(jīng)付邊繞組直接的電容電流必然促使其對應(yīng)的原邊繞組間接增加一電容電流，這將對匝數(shù)較少的原邊繞組的感生電流產(chǎn)生補(bǔ)償作用，原邊繞組所需的激磁電流等效地由接于付邊繞組的補(bǔ)償電容器來提供；②補(bǔ)償電容對匝數(shù)較少的原邊繞組主要起串聯(lián)補(bǔ)償作用，電容線電流分別對原邊繞組產(chǎn)生移相作用，使電機(jī)形成六相對稱磁動勢形式，同時(shí)，流經(jīng)三相原邊繞組中的電流幅值也大幅度增加，形成了磁動勢的增加，相數(shù)與磁勢的增加均為提高電機(jī)的效率創(chuàng)造了條件；③連接于定子繞組內(nèi)部的電容器對消除定子繞組漏抗有明顯作用，這又對提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩具有積極的作用。此外，在以上內(nèi)補(bǔ)償所產(chǎn)生的電磁能量的互相平衡與交叉作用下，電機(jī)的輸入電流有效值將大幅度下降，產(chǎn)生了一系列的節(jié)能效應(yīng)。而且，本裝置每兩個(gè)電源端間的二相繞組是曲折串聯(lián)，再加接在曲折點(diǎn)的補(bǔ)償電容器的減電流作用，可大幅度降低電機(jī)起動瞬間的沖擊電流。本內(nèi)補(bǔ)償電機(jī)以電感能量同電容能量在電機(jī)內(nèi)部的輪回作用方式克服了異步電機(jī)無功電流大的重大缺陷，并使其效率及轉(zhuǎn)矩得以提高。在固有的定子漏阻抗大的特點(diǎn)下，可有效降低起動電流約一半，因此可取消繁瑣的降壓起動設(shè)備。


圖1、本實(shí)用新型實(shí)施例1定子繞組接線原理圖圖2、實(shí)施例1定子線圈布線接線示意圖圖3、本實(shí)用新型實(shí)施例2定子繞組接線原理圖圖4、實(shí)施例2定子線圈布線接線示意圖實(shí)施例1本例三相異步電機(jī)的定子鐵心槽數(shù)為36，線圈布置為雙層迭繞，極數(shù)為4，繞組節(jié)距為9，繞組布置近似于120度相帶庶極式，各線圈以位于上層線槽的槽號為標(biāo)志。
本例匝數(shù)較少、電勢向量相互間隔120度的一組三相繞組為Wa1、Wb1和Wc1，匝數(shù)較多、電勢向量同樣相互相隔120度的的一組三相繞組為Wa2、Wb2和Wc2，兩組繞組的有效匝數(shù)比為1∶2，二組的六相繞組相間排列，Wa1、Wc2、Wb1、Wa2、Wc1、Wb2按相差60度電勢角度順序首尾曲折連接，形成圖1所示電勢向量圖形為不等邊六邊形的六相閉合回路，六相閉合回路的三個(gè)對稱端點(diǎn)A、B、C分別接三相電源，另外三個(gè)對稱的端點(diǎn)a、b、c分別與星形連接的三個(gè)補(bǔ)償電容c1、c2和c3連接。參見圖2，編號為1、2、3的線圈組成的極相組與19、20、21極相組并聯(lián)連接后構(gòu)成Wa1相繞組，4、5、6組成的極相組與22、23、24極相組也是并聯(lián)連接，構(gòu)成Wc2相繞組，Wa1線圈的導(dǎo)線截面為Wc2線圈導(dǎo)線截面的2倍，而Wa1的匝數(shù)為Wc2的二分之一，前者的感應(yīng)電勢計(jì)算值取144V，后者的感應(yīng)電勢計(jì)算值取288V；分別向右平移6槽后的7、8、9與25、26、27兩個(gè)極相組并聯(lián)連接成Wb1相繞組，10、11、12與28、29、30極相組并聯(lián)成Wa2相繞組，再平移6槽后的13、14、15與31、32、33兩個(gè)極相組并聯(lián)成Wc1相繞組，16、17、18與34、35、36兩個(gè)極相組并聯(lián)成Wb2相繞組。圖中A、B兩端接電源，a端接補(bǔ)償電容，本例的補(bǔ)償電容容量為電機(jī)負(fù)載容量的

對于容量在75KW以上的6極以上的電機(jī)，有效匝數(shù)比一般選擇為1∶2，對應(yīng)的電磁線圈截面比例為2∶1，以滿足電機(jī)槽滿率相同及磁勢相同的需要。每兩個(gè)電源端點(diǎn)間連接的二相繞組總是保持相差60度電勢角度的曲折串聯(lián)形式，二相繞組的電勢值也1∶2的關(guān)系。六相繞組的電勢向量圖為不等邊六邊形，其總體形狀接近于圓形。兩個(gè)電源端間曲折串聯(lián)的二相繞組的線圈布置總體為120度相帶形式，為避免磁勢出現(xiàn)偶次諧波，線圈節(jié)距多采用全節(jié)距。在a、b、c端連接補(bǔ)償電容器后，利用電容電流使六相繞組產(chǎn)生六相對稱的磁動勢。
實(shí)施例2本例A、B端間的Wa1和Wc2繞組的布置及接線為1、2、3三個(gè)線圈連成一個(gè)極相組Wa11,19、20、21三個(gè)線圈也連成極相組Wa12,Wa11和Wa12兩同電勢相位的極相組并聯(lián)構(gòu)成Wa1相；4、5、6線圈連成極相組Wc21相，22、23、24構(gòu)成Wc22,Wc21和Wc22串聯(lián)構(gòu)成Wc2相，Wa1和Wc2的相連點(diǎn)為補(bǔ)償端a，串聯(lián)支路的兩端為A、B端，接電源；占用7、8、9與25、26、27線槽的繞組構(gòu)成Wb11和Wb12極相組，兩者并聯(lián)為Wb1相；占用10、11、12與28、29、30線槽的繞組構(gòu)成Wa21和Wa22極相組，兩者串聯(lián)為Wa2相，Wb1和Wa2相連點(diǎn)b接補(bǔ)償電容，兩線圈串聯(lián)的兩端B、C接電源，這一相整體較上一相平移6個(gè)線槽；占用13、14、15與31、32、33線槽的繞組構(gòu)成Wc11和Wc12極相組，兩者并聯(lián)為Wc1相；占用16、17、18與34、35、36線槽的繞組構(gòu)成Wb21和Wb22極相組，兩者串聯(lián)為Wb2相，Wc1和Wb2相連點(diǎn)c接補(bǔ)償電容，兩線圈串聯(lián)的兩端C、A接電源，這一相整體又較上一相平移6個(gè)線槽。
本例所接的三個(gè)補(bǔ)償電容c1、c2和c3是三角形連接，電容器的線電流一般選擇與電機(jī)的相電流等同。經(jīng)現(xiàn)場檢測，對六極電機(jī)的電流下降值一般超過20％，系統(tǒng)的綜合節(jié)電率平均超過15％，對負(fù)載變化較大的電機(jī)，電容器可分成三組，第一組固定投入，第二、三組隨負(fù)載增加逐級投入，以避免電機(jī)空載時(shí)產(chǎn)生過電壓。
本實(shí)用新型對功率因數(shù)比較低的電機(jī)定子兩組不同匝數(shù)的繞組，其有效匝數(shù)比值一般取1∶1.2-2.0，對功率因數(shù)較高的電機(jī)定了兩組不同匝數(shù)的繞組，其有效匝數(shù)比值-般取1∶2.0-2.5本實(shí)用新型不僅大幅度降低了電機(jī)的無功功率，也較大幅度降低了電機(jī)的有功功率，節(jié)能效果十分明顯。
權(quán)利要求1.內(nèi)補(bǔ)償節(jié)能電機(jī)，包括外殼、轉(zhuǎn)子、定子，其特征在于所述的定子繞組(Wa1)、(Wb1)、(Wc1)和(Wa2)、(Wb2)、(Wc2)為二組共六相有效匝數(shù)不相等的繞組，同組的三相繞組匝數(shù)相等，不同組之間繞組有效匝數(shù)比為1∶12-25，兩組的六相繞組相間對稱排列首尾相接，依次按相差60度電勢角度順序曲折連接成電勢向量圖形為不等邊六邊形的六相閉合回路，六相閉合回路相間的三個(gè)對稱點(diǎn)(A)、(B)、(C)接三相電源，另外相間的三個(gè)對稱點(diǎn)(a)、(b)、(c)分別接三角形或星形連接的三個(gè)補(bǔ)償電容(C1)、(C2)、(C3)。
專利摘要內(nèi)補(bǔ)償節(jié)能電機(jī),現(xiàn)有三相異步電機(jī)對無功功率的補(bǔ)償方法是在電機(jī)外部串聯(lián)或并聯(lián)補(bǔ)償電容,補(bǔ)償效果有一定的局限性,本裝置由二組匝數(shù)不相同的三相繞組相間對稱排列,連接成電勢向量圖形為不等邊六邊形的六相閉合回路,六相回路的相間的三個(gè)對稱點(diǎn)接三相電源,另三個(gè)對稱點(diǎn)接三角形或星形連接的三個(gè)補(bǔ)償電容,本電機(jī)以電感能量同電容能量在電機(jī)內(nèi)部的輪回作用方式克服了異步電機(jī)無功電流大的缺陷,節(jié)能效果好,且可降低啟動電流。
文檔編號H02K3/28GK2335298SQ98208979
公開日1999年8月25日 申請日期1998年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月9日
發(fā)明者劉建平, 劉濤 申請人:劉建平