專利名稱：3y/3y接法風機型變極繞組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于3Y/3Y接法的交流變極電機繞組。該變極電機可分為t(t＝1、2、3……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)為Z，少極與多極的極數(shù)比為2p1/2p2，該變極電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號(或稱9段繞組槽號)，把9組槽號線圈適當?shù)胤譃閹追N匝數(shù)，通過適當選擇該幾種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，來滿足兩種極數(shù)下多路并聯(lián)時對基波感應電動勢的平衡要求和三相對稱要求以及各槽槽滿率一致的要求(允許少許不平衡、少許不對稱、槽滿率少許不等)。
隨著節(jié)能研究的發(fā)展，交流電機的變極變速節(jié)能日益受到重視，提出了各種不同的電機變極方案，其中以引出線少，換接簡單的3Y/3Y接法變極方案最為理想。但該接法以滿足諸并聯(lián)支路電勢平衡和三相對稱要求為前提。目前消除3Y/3Y接法不平衡的方法有如下幾種1.采用多層繞組，中國《電工技術雜志》1983、№5“多層繞組及其在變極電機中的應用”一文中以72槽6/8極為例，說明如8極取60°相帶，6極取120°相帶，并引進依次位移一定角度的多層繞組，就可以消除8極諸并聯(lián)支路出現(xiàn)的電勢不平衡。該變極繞組6、8極繞組系數(shù)分別為0.8105、0.9452.8極磁密與6極磁密比值為1.14，從性能上看是比較理想的。然而該方法存在兩個缺點一是槽內(nèi)線圈有三至四層，槽利用率不高;二是該方法只能消除一種極數(shù)下的不平衡，故只能用于極比約分后有一極數(shù)含3的倍數(shù)的情況，且該含3的倍數(shù)極必須是少極，不然的話，將得不到適合風機特性要求的磁密比。
2.“混相變極方法”(中國發(fā)明專利申請?zhí)朇N85100451A)提出，在換相變極繞組中引進排列規(guī)律已定的混相繞組，適當調(diào)節(jié)混相分量，使兩種極數(shù)達到平衡。從原理上說，根據(jù)該方法可以得出任何極比(僅3倍極比除外)的3Y/3Y接法變極繞組。但是該方法并未提出更多的具體變極方案。所涉及的變極方案中，能適用于風機特性的，只有36槽4/6極，6極取60°相帶，4極引進60°相差混相繞組，跨距取6的變極方案和54槽6/8極。6極取120°相帶，8極引進60°相差混相繞組，將混相分量角標為4和小于4的槽號去掉，將角標為5和5以上的槽號適當取為0.933、0.95和1三種匝數(shù)(將三種匝數(shù)取為相同時也能接近平衡)的變極方案，說明書中提到的其它變極方案，均因磁密比值不適合風機特性要求，只能用于恒功率變極。
3.“消除多速電動機環(huán)流的方法及其繞組聯(lián)接”(中國發(fā)明專利申請?zhí)朇N85103682A)提出把普通雙層繞組線圈平分為多匝、少匝兩種，依靠調(diào)節(jié)其匝比和將該兩種匝數(shù)合理分配于各槽中來消除不平衡。從構思上看，該方法并未逸出混相變極方法的范圍，與后者的區(qū)別僅在于將排列規(guī)律已定而匝數(shù)待調(diào)覆蓋120°相帶的60°相差混相繞組的混相分量角標去掉而改稱120°相帶繞組，9組線圈所串聯(lián)槽號也改用對稱軸線法來確定。誠然，用對稱軸線法確定9組線圈槽號，在某些情況下會顯得方便些，這是可取的。但將混相分量角標取消，使被調(diào)對象身份不明，直觀感消失，勢必給混相分量的調(diào)節(jié)帶來困難，在混相分量種數(shù)較多的情況下，甚至根本無法進行調(diào)節(jié)。其次，該方法將不同匝數(shù)的線圈限定為兩種，顯然會使其應用范圍受到局限，一般只能在極比約分后一極數(shù)含3的倍數(shù)的變極繞組上消除不平衡，對其它極比，只有在個別碰巧情況下才能奏效，做到一種極數(shù)平衡，另一極數(shù)接近平衡。至少該方法提出的4/6、6/8、8/10、10/12、12/14等極比變極繞組，絕大部分也只適用于恒功率變極，能適用于風機型的也僅限于4/6極中上述“混相變極方法”中已涉及的36槽變極方案和由36槽擴展到72槽的變極方案，其余的變極繞組都是多極繞組系數(shù)低于少極繞組系數(shù)，多極磁密與少極磁密比都在1.28以上，有的還高達1.7。如所周知，多極磁密過高會導致該極空載電流過大，功率因數(shù)過低;少極磁密過低，則使該極鐵芯得不到充分利用，因此要達到該發(fā)明預言的提高效率或功率的目的是很困難的，甚至根本無法設計這種變極電機。
本發(fā)明的任務在于消除上述4/6、6/8、8/10、10/12、12/14等近極比3Y/3Y接法變極繞組與風機型特性不匹配的缺陷，設法提高多極繞組系數(shù)，以降低該極磁密，使之與少極磁密接近，達到改善該接法該用途變極變速電機性能的目的，并把其極比由上述五種擴大到不受限制。
本發(fā)明目的可由提供下述幾種變極繞組達到，該幾種變極繞組均引進混相繞組用對稱軸線法變極，參數(shù)經(jīng)適當匹配，按混相變極方法中調(diào)節(jié)混相分量的方法調(diào)節(jié)匝數(shù)，不同匝數(shù)的線圈不超過三種，每槽線圈不超過兩層，多極繞組系數(shù)很高，因而能有效地降低該極磁密。
1.ZS＝3(p1+p2)型變極繞組本變極繞組的特點是必須按設計槽數(shù)ZS進行設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝3(p1+p2)和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 (p1、p2分別為單元電機少極、多極極對數(shù)，Z為單元電機實際槽數(shù)，下同)的要求。當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放設計槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)5。當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)5，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為其Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)10;或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為其鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，按Z槽計時，線圈跨距應取奇數(shù)11或9。上述跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)盡可能適當?shù)馗?，按設計槽計時，少極(2p1極)與多極(2p2極)的等效極相槽數(shù)均等于其極對數(shù)之和，即N＝N1＝N2＝p1+p2。兩種極數(shù)均引進0α′型混相繞組，用對稱軸線法進行60°相差混相/60°相差混相的換相法變極，據(jù)以求出9組線圈所屬混相分量槽號。在N種混相分量槽號中，將混相分量角標值低于 (N-1)/2 的槽號全部去掉，將角標值為 (N-1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W1，將角標值 (N+1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W2，將角標值大于 (N+1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W3。三種匝數(shù)比值，當N＞5時可選W1∶W2∶W3＝1∶2∶3(也可作適當調(diào)整);當N＝5時可選W1∶W2∶W3＝2∶4∶7(或其它適當比值)。這樣得到的變極繞組，盡管兩種極數(shù)分布系數(shù)都很高，但多極的短距系數(shù)較少極高，故其繞組系數(shù)較少極的高，能有效地降低該極的磁密，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分槽數(shù)為單層，雙層線圈槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 2/(N) 。
在本型變極繞組中，混相繞組的引進都是在各自的槽號相位圖上進行，把槽號相位圖直接作為槽電流矢量星形展開圖，畫上三根對稱軸線代表三個混相電流矢量，把每個槽號混相分量注上相應角標代表該槽號混相分量。顯然，對于60°相差混相繞組，混相電流所屬混相分量槽號角標，從該混相電流矢量軸線起，沿左右兩側相位順序應依次注為N、N-1……2、1，每個混相電流正好覆蓋120°相帶(左右側各60°相帶)。用對稱軸線法進行60°相差混相/60°相差混相的換相法變極時，變前極可任意選擇。在選定的變前極槽號相位圖上，先按上述方法確定出該極三相混相分量槽號，再按對稱軸線法的規(guī)定將該變前極三相混相分量槽號分別畫到變后極槽號相位圖下面，就可發(fā)現(xiàn)，按變前極相位順序確定的槽號角標在變后極槽號相位圖上也自然地按變后極三個混相電流的相位順序排列，據(jù)此可以確定變極后的9組線圈混相分量槽號。
2.ZS＝6p1型變極繞組這種變極繞組也必須按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝6p1和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求。當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)5。當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)5，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)10;或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)11或9。上述跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)盡可能適當?shù)馗?。按ZS計時，少極的極相槽數(shù)q1＝1，多極的極相槽數(shù)q2= (N2)/(d2) = (p1)/(p2) 。少極取120°相帶，多極引進60°相差混相繞組。當N2為偶數(shù)且大于2時，混相繞組應選0.5α′型，當N2為奇數(shù)且大于3時，混相繞組應選0α′型。用對稱軸線法進行120°/60°相差混相或60°相差混相/120°的換相法變極，求出9組線圈所屬混相分量槽號后，把N2種混相分量線圈適當?shù)胤譃閃1∶W2、W3三種匝數(shù)，當N2為偶數(shù)且大于2時，將角標小于 (N2)/2 的混相分量槽號去掉，將角標為 (N2)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W1，將角標為 (N2)/2 +1的混相分量槽號匝數(shù)定為W2，將角標大于 (N2)/2 +1的混相分量槽號匝數(shù)定為W3，當N2為奇數(shù)且大于3時，將角標小于 (N2-1)/2 的混相分量槽號去掉，將角標為 (N2-1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W1，將角標為 (N2+1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W2，將角標大于 (N2+1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W3，三種匝數(shù)比W1∶W2∶W3一般可選1∶2∶3(也可作適當調(diào)整)，N2＝4時，也可選1∶3∶5，N2＝5時也可選2∶4∶7或其它適當比值。這樣得到的變極繞組，多極繞組系數(shù)很高，能有效地降低該極磁密，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分槽數(shù)為單層，雙層線圈槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 2/(N2) 。
用對稱軸線法進行120°/60°相差混相的換相法變極，是先把120°相帶所在極三相槽號按對稱軸線法的規(guī)定畫到混相繞組引進極槽號相位圖上再引進混相繞組，確定9組線圈所屬混相分量槽號。用對稱軸線法進行60°相差混相/120°的換相法變極，是先在混相繞組引進極的槽號相位圖上引進混相繞組，找出該極三相所屬混相分量槽號，再按對稱軸線法的規(guī)定，將其畫到120°相帶所在極槽號相位圖上，確定出9組線圈所屬混相分量槽號。
3.ZS＝6p2型變極繞組本變極繞組的特點是必須按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)要滿足ZS＝6p2和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求。當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)的另一半可視為設計槽ZS個鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放設計槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)7。當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)7，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為其Q＝2的分布槽，相應的跨距為偶數(shù)14;或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為其鐵芯齒上的增開槽，相應的線圈跨距應取奇數(shù)13。按設計槽計時，少極極相槽數(shù)q1= (N1)/(d1) = (p2)/(p1) ，多極極相槽數(shù)q2＝1。多極取60°相帶，少極引進0.5α′型120°相差混相繞組，用對稱軸線法進行60°/120°相差混相的換相法變極，求得9組線圈所屬混相分量槽號。把2N1種混相分量線圈分為W1、W2、W3三種匝數(shù)，并按如下規(guī)律進行分配把角標小于N1的混相分量槽號去掉，角標為N1的混相分量定為W1，角標為N1+1的混相分量定為W2，角標值大于N1+1的混相分量定為W3，三種匝數(shù)的比值W1∶W2∶W3，當N1＞3時，一般可選1∶2∶3，但也可作適當調(diào)整，如N1＝4時可選1∶1.8∶3N1＝5時可選0.9∶2.1∶3。這樣得到的變極繞組、多極的繞組系數(shù)很高，能有效地降低該極的磁密，且槽內(nèi)線圈大部分單層，少部分雙層，雙層槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 1/(N1) 。
用對稱軸線法對本型變極繞組進行60°/120°相差混相的換相法變極時，120°相差混相繞組引進方法與60°相差混相繞組引進方法在原理上是相同的。但是由于前者的混相分量將覆蓋240°相帶，比后者的120°相帶范圍擴大一倍，故混相分量槽號角標從該混相電流矢量軸線位置起沿左右兩側相位順序應依次注為2N1、2N1-1、……2、1;又由于采用120°混相，每個槽號的兩個混相分量正負號相同，同樣的槽號應由一行改畫成兩行。用上行槽號表示超前的混相分量，用下行槽號表示落后的混相分量。對同一個混相電流矢量而言，若其軸線右側混相分量為超前，處于兩行同樣槽號的上行，則其軸線左側混相分量必為落后，處于兩行同樣槽號的下行。
4.ZS＝9p2型變極繞組本變極繞組應按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝9P2和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求。當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放該ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)9或11。當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)9，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)18;或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)19或21。上述線圈跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)適當?shù)馗?。按ZS槽計時，少極極相槽數(shù)q1= (N1)/(d1) = (3P2)/(2P1) ，多極極相槽數(shù)q2＝ 3/2 。多極取60°相帶，少極引進120°相差混相繞組。少極極對數(shù)為偶數(shù)時，混相繞組應選0α′型，少極極對數(shù)為奇數(shù)時，混相繞組應選0.5α′型。用對稱軸線法進行60°/120°相差混相的換相法變極，得出9組線圈所屬混相分量槽號后，適當?shù)貙?N1種混相分量中角標值較小的槽號去掉，將其余混相分量槽號適當?shù)胤譃槿N匝數(shù)W1、W2、W3，再適當選擇該三種匝數(shù)的比值W1∶W2∶W3。這樣得到的變極繞組，多極的繞組系數(shù)很高，能使該極磁密降低，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分為單層。
用對稱軸線法對本型變極繞組進行60°/120°相差混相的換相法變極時，代表三個混相電流矢量的三根對稱軸線應這樣選擇當該混相繞組引進極不是極比約分后含3的倍數(shù)極時，要求對應同一軸線的三組線圈，有一組線圈左右側槽號分布成鏡象對稱，其余兩組線圈槽號分布則互為鏡象對稱;當該混相繞組引進極是極比約分后含3的倍數(shù)極時，要求三根對稱軸線中，一根對稱軸線左右側槽號分布成鏡象對稱，其余兩根對稱軸線的左右側槽號分布則互為鏡象對稱。
本型變極繞組三種匝數(shù)W1、W2、W3最好按如下規(guī)律進行分配當2p1/2p2＝4/6時，在2N1＝18種混相分量槽號中，角標為5、6、7的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為11、12、13的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝6/8時，在2N1＝4種混相分量槽號中，角標為2的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為3的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為4的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝8/10時，在2N1＝30種混相分量槽號中，角標為11、12 13的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為17、18、19的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為23、24、25、29、30的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝10/12時，在2N1＝18種混相分量槽號中，角標為7、8、9的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為10、11、12的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為13、14、15、16、17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝12/14時，在2N1＝14種混相分量槽號中，角標為4.6的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為8、10的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為11、12、13、14的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，角標為5、7、9的槽號線圈匝數(shù)混相分量超前的分別定為W1、W2、W3，混相分量落后的應分別定為0(即去掉)。W1、W2;當2p1/2p2＝14/16時，在2N1＝24種混相分量槽號中，角標為10、11、12的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為13、14、15的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為16至24的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝16/18時，在2N1＝54種混相分量槽號中，角標為19、23、24、25的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為29、30、31、35的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為36、37、41、42、43、47、48、49、53、54的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝18/20時，在2N1＝10種混相分量槽號中，角標為5的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為6的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為7、8、9、10的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝20/22時，在2N1＝66種混相分量槽號中，角標為29、30、31的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為35、36、37的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為41、42、43、47、48、49、53、54、55、59、60、61、65、66的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝22/24時，在2N1＝36種混相分量槽號中，角標為16、17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為19、20、21的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為22至36的槽號線圈匝數(shù)應定為W3;當2p1/2p2＝24/26時，在2N1＝26種混相分量槽號中，角標為12的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為14的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為16至26的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，角標為11、13、15的槽號線圈匝數(shù)混相分量超前的應分別定為W1、W2、W3，混相分量落后的應分別定為0(即去掉)、W1、W2，上述各種極比情況下，凡未涉及到的混相分量槽號角標，或者是該角標混相分量根本不存在，或者是該角標混相分量槽號應該去掉。上述三種匝數(shù)比一般可選W1∶W2∶W3＝1∶2∶3，也可在此基礎上作適當調(diào)整。
上述四種型式變極繞組，通過選擇適當?shù)木€圈跨距改變兩種極數(shù)短距系數(shù)的比值，顯然還可用于其它不同性質的負載。
5.Z＝72 2p1/2p2＝6/8 y＝10變極繞組本型變極繞組8極取60°相帶，6極引進0.5α′型60°相差混相繞組，用對稱軸線法進行60°/60°相差混相的換相法變極，根據(jù)8極諸并聯(lián)線圈組基波感應電動勢平衡要求和取線圈跨距y＝10時的槽滿率要求列出方程組，經(jīng)求解后，角標1和4的兩種混相分量相對值匝數(shù)為1，角標2和3的兩種混相分量相對值匝數(shù)為2，這樣得到的Z＝72、2p1/2p2＝6/8變極繞組方案，因線圈跨距y＝10，8極的短距系數(shù)很高，故使該極的繞組系數(shù)高達0.9452，必然導致磁密降低。
本發(fā)明提出的風機型變極繞組與現(xiàn)有技術比較有如下優(yōu)點1、在現(xiàn)有技術申請?zhí)朇N85103682A的發(fā)明中，除72槽8/10極外，其余變極繞組極比限于約分后有一極數(shù)含3的倍數(shù)，槽數(shù)限于36的倍數(shù)，線圈跨距限于含3倍數(shù)極的極距，本發(fā)明則不受此種限制，故適用范圍擴大了，而且同一極比繞組，有不同槽數(shù)、不同分布系數(shù)、不同短距系數(shù)、不同繞組系數(shù)、不同磁密比值的至少四種變極方案可供選擇，故能更好地滿足不同性質負載的需要。
2、本發(fā)明變極繞組，利用對稱軸線法變極，利用混相變極方法來調(diào)節(jié)混相分量匝數(shù)，被調(diào)對象身份清晰可辨，直觀感強，調(diào)節(jié)方便，奏效容易，以至于能將高達幾十種混相分量的變極繞組簡化到只有三種匝數(shù)，槽內(nèi)線圈大部分單層、少部分雙層的單雙層繞組(僅個別方案例外)，比CN85103682A的發(fā)明無規(guī)律可循、無頭緒可理的調(diào)匝方法有無可比擬的優(yōu)越性。
3、本發(fā)明變極繞組多極繞組系數(shù)都很高，都能有效地降低該極磁密。例如，與CN85103682A發(fā)明中除6/4極外兩種極數(shù)磁密最接近的72槽8/10極方案比較，該方案少極和多極繞組系數(shù)分別為Kw1＝0.8312和Kw2＝0.8084，多極與少極的磁密比值 (B2)/(B1) =1.28，本發(fā)明四種8/10極變極繞組(相應于ZS＝ (Z)/2 )則分別為Z＝54、y＝5時-Kw1＝0.873，Kw2＝0.9446， (B2)/(B1) =1.156;Z＝48、y＝5時-Kw1＝0.8365，Kw2＝0.9339， (B2)/(B1) =1.12;Z＝60，y＝7時-Kw1＝0.812，Kw2＝0.9659， (B2)/(B1) =1.05;Z＝90、y＝11時-Kw1＝0.7833、Kw2＝0.902、 (B2)/(B1) =1.085。不僅多極繞組系數(shù)顯著提高，磁密顯著降低，前二種變極繞組少極繞組系數(shù)也有不同程度提高。如所周知，繞組系數(shù)提高，就是繞組利用率提高，兩種極數(shù)磁密比越接近1，鐵芯利用率越高，其結果必然使電機的容量或效率得到提高。此外，本發(fā)明變極繞組，除第5種變極方案外，都是單雙層結構，有的變極方案單層槽數(shù)還占總槽數(shù)的絕大部分，這也是一個提高容量或效率的潛在因素。至于本發(fā)明絕無僅有的全部槽數(shù)為雙層的第五種變極繞組-Z＝72、6/8極、y＝10變極方案，兩種極數(shù)的分布系數(shù)、短距系數(shù)，繞組系數(shù)和磁密比值盡管與現(xiàn)有技術有三至四層的多層繞組變極方案完全相同，但槽內(nèi)層數(shù)的減少又構成了它難以多得的優(yōu)點。


圖1ZS＝21 2p1/2p2＝6/8變極方案槽號相位圖。混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖2ZS＝27 2p1/2p2＝8/10變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖3ZS＝42 2p1/2p2＝14/16變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖4ZS＝48 2p1/2p2＝16/18變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖5ZS＝30 2p1/2p2＝8/10變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖6ZS＝42 2p1/2p2＝12/14變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖7ZS＝54 2p1/2p2＝10/12變極方案槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖8ZS＝90 2p1/2p2＝18/20變極方案槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
圖9ZS＝72 2p1/2p2＝6/8變極方案槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分。
下面用具體實例對本發(fā)明作進一步說明。
1、ZS＝3(p1+p2)型變極繞組例1、ZS＝21 2p1/2p2＝6/8變極方案按ZS計的兩種極數(shù)等效極相槽數(shù)都是7，兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖1所示，第一行為8極(任意選定的變前極)槽號相位圖，三根軸線a、b、c代表三個混相電流矢量，與槽號重合表示0α′型混相，每根軸線左右側各60°相帶內(nèi)的槽號就是該相混相分量槽號，槽號角標從軸線起沿兩側相位順序依次為7、6、5、4、3、2、1。第二、三、四行為6極槽號相位圖。第五、六、七行依次為8極a、b、c三相槽號按6極相位排列及按6極相位分相后的9組線圈。代表6極三個混相電流的三根軸線A、B、C是與8極三根軸線a、b、c完全重合的。由此可見，變前極的三根軸線不僅是該極劃分三相的依據(jù)，也是變后極劃分三相的依據(jù)。9組線圈混相分量槽號均用其能反映兩種極數(shù)下相屬的組別號代表，小寫相號代表多極相屬，大寫相號代表少極相屬(下同)。本例變極繞組共有7種混相分量，應將角標1、2的混相分量槽號全部去掉，將角標3的混相分量匝數(shù)取相對值1，角標4的混相分量匝數(shù)取相對值2，角標5、6、7的混相分量匝數(shù)取相對值3，這時9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大的為1.085°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約0.84%，若將上述三種匝比由1∶2∶3改為0.9∶2∶3，則最大的偏離角度降為0.61°，最大幅值差降為0.41%。當匝比為1∶2∶3，并取Z＝2ZS、y＝5時，6極和8極的分布系數(shù)都是0.9487，繞組系數(shù)則分別為0.8547和0.946，8極與6極的磁密比為1.2。
例2、ZS＝27 2p1/2p2＝8/10按ZS計時，兩種極數(shù)等效極相槽數(shù)都是9，兩種極數(shù)槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖2所示，第一行為10極(任意選定的變前極)槽號相位圖及該極混相情況。第二、三、四行為8極槽號相位圖。第五、六、七行依次為10極a、b、c三相槽號按8極相位排列及按8極相位分相后的9組線圈。本例變極繞組共有9種混相分量，應將角標1、2、3的混相分量槽號去掉，將角標4的混相分量匝數(shù)取相對值1，角標5的混相分量匝數(shù)取相對值2，角標6、7、8、9的混相分量匝數(shù)取相對值3.9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大的為0.03°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約1.35%，若將匝比由1∶2∶3改為1∶2.1∶3，則最大偏離角度變?yōu)?.33°，最大幅值差變?yōu)榧s0.3%。當匝比為1∶2∶3，并取Z＝2ZS、y＝5時，8極和10極分布系數(shù)都是0.951，繞組系數(shù)則分別為0.873和0.9446，10極和8極的磁密比為1.16。
本ZS＝3(p1+p2)型變極繞組規(guī)律性很強，N＝p1+p2種混相分量匝數(shù)相對值確定后變極方案就確定了。表1給出本型變極繞組不同極比情況下取Z＝2ZS、y＝5，W1∶W2∶W3當p1+p2＞5時取1∶2∶3，p1+p2＝5時取2∶4∶7時的最大偏離角度、最大幅值差△(%)，兩種極數(shù)分布系數(shù)kd，繞組系數(shù)kdy1和kdy2及多極與少極的磁密比值B2/B1。

2、ZS＝6p1型變極繞組例1、ZS＝42 2p1/2p2＝14/16按ZS計14極的極相槽數(shù)q1＝1，16極的極相槽數(shù)q2＝ 7/8 。14極取120°相帶，16極引進0α′型60°相差混相繞組。兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖3所示，圖3(a)為14極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖3(b)為16極槽號相位圖及14極取120°相帶時三相槽號分別按16極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈。本例變極繞組共有7種混相分量，應將角標1、2的混相分量去掉，將角標3的混相分量定為匝數(shù)1，將角標4的混相分量定為匝數(shù)2，將其余混相分量定為匝數(shù)3，這時14極9組線圈基波感應電動勢完全對稱和平衡，16極對稱但少許不平衡，9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大為0.545°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約0.4%。如取Z＝2ZS、y＝5，14極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.866和0.8365，16極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.9487和0.946，16極與14極磁密比值為1.01。
例2、ZS＝48 2p1/2p2＝16/18按ZS計16極的極相槽數(shù)q1＝1，18極的極相槽數(shù)q2＝ 8/9 ，16極取120°相帶，18極引進0.5α′型60°相差混相繞組。兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖4所示，圖4(a)為16極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖4(b)為18極槽號相位圖及16極取120°相帶時，三相槽號分別按18極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈。本例變極繞組有8種混相分量，應將角標1、2、3的混相分量去掉，將角標4的混相分量取為1，將角標5的混相分量取為2，將其余角標混相分量取為3。這時16極9組線圈基波感應電動勢完全對稱和平衡;18極平衡但少許不對稱，9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大為0.87°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約1.07%，如取Z＝2ZS、y＝5，16極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.866和0.8365，18極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.9502和0.9456，18極與16極的磁密比值為0.995。
本ZS＝6p1型變極繞組規(guī)律性很強，N2＝p1種混相分量匝數(shù)相對值確定以后，變極方案就確定了。表2給出本型變極繞組不同極比情況下取Z＝2ZS、y＝5，W1∶W2∶W3當N2＝4和N2＞5時取1∶2∶3，當N2＝5時，取2∶4∶7，當N2＝3時，取1∶3∶5的最大偏離角度δ，最大幅值差△(%)，兩種極數(shù)分布系數(shù)kdy2，kd2，繞組系數(shù)kdy2，kdy2及多極(2p2)與少極(2p1)的磁密比值B2/B1。

3.ZS＝6p2型變極繞組例1 ZS＝30 2p1/2p2＝8/10按ZS計時8極極相槽數(shù)q1＝ 5/4 ，10極極相槽數(shù)q2＝1.10極取60°相帶，8極引進0.5α′型120°相差混相繞組，兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖5所示，圖5(a)為10極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖5(b)為8極槽號相位圖及10極取60°相帶時三相槽號分別按8極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈。本例變極繞組有10種混相分量，每相的混相分量共覆蓋240°相帶，其中軸線右側120°相帶混相分量處于兩行同樣槽號的上行，超前于下行的混相分量，軸線左側120°相帶混相分量處于兩行同樣槽號的下行，落后于上行的混相分量。10種混相分量中，應將角標1、2、3、4的混相分量去掉，將角標5的混相分量取相對值1，將角標6的混相分量取相對值2，將其余角標值混相分量取相對值3。這時10極完全對稱平衡，8極對稱，但少許不平衡，9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大的為0.645°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約2%。如取Z＝2ZS、y＝78極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.8164和0.812，10極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為1和0.9659，10極與8極磁密比值為1.05。如將上述三種匝數(shù)比由1∶2∶3改為0.9∶2.1∶3，則最大偏離角度降為0.177°，最大幅值差近于零，但10極將出現(xiàn)少許不平衡。
例2、ZS＝42 2p1/2p2＝12/14按ZS計時12極極相槽數(shù)q1＝ 7/6 ，14極極相槽數(shù)q2＝1.14極取60°相帶，12極引進0.5α′型120°相差混相繞組。兩種極數(shù)槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖6所示。圖6(a)為14極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖6(b)為12極槽號相位圖及14極取60°相帶時三相槽號分別按12極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈。本例變極繞組14種混相分量中，角標為1、2、3、4、5、6的混相分量應全部去掉，角標為7的混相分量取1，角標為8的混相分量取2，角標為9、10、11、12、13、14的混相分量取3。這時14極完全對稱平衡，12極平衡但少許不對稱，9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大為0.4°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的約1.23%，如取Z＝2ZSy＝7，12極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.8216和0.8216，14極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為1和0.9659，14極與12極磁密比值為0.992。
本型變極繞組規(guī)律性也很強，2p2個混相分量匝數(shù)相對值確定以后，變極方案就確定了。表3給出本型變極繞組不同極比情況下取Z＝2ZS、y＝7、W1∶W2∶W3，當N1＞5時取1∶2∶3，當N1＝5時取0.9∶2.1∶3，當N1＝4時，取1∶1.8∶3的最大偏離角度δ、最大幅值差△(%)，兩種極數(shù)分布系數(shù)kd1、kd2及繞組系數(shù)kdy1、kdy2及多極與少極的磁密比值B2/B1。

4.ZS＝9p2型變極繞組例1、ZS＝54 2p1/2p2＝10/12按ZS計的10極極相槽數(shù)q1＝ 9/5 ，12極極相槽數(shù)q2＝ 3/2 。12極取60°相帶，10極引進0.5α′型120°相差混相繞組。兩種極數(shù)槽號相位圖，混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖7所示。圖7(a)為12極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖7(b)為10極槽號相位圖及12極取60°相帶時三相槽號分別按10極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈。本例變極繞組有18種混相分量，每相混相分量覆蓋240°相帶。在18種混相分量中，去掉角標1至6的混相分量，角標7、8、9的混相分量取1，角標10、11、12的混相分量取2，角標13、14、15、16、17、18的混相分量取3。這時12極完全對稱和平衡，10極對稱但少許不平衡，9組線圈基波感應電動勢偏離軸線角度最大為0.288°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大的為0.2%，如取Z＝2ZS、y＝9，10極分布系數(shù)分別為0.794和0.767，12極分布系數(shù)和繞組系數(shù)都是0.96，12極與10極磁密比為0.959。
例2、ZS＝90 2p1/2p2＝18/20按ZS計的18極極相槽數(shù)q1= (N1)/(d1) = 5/3 ，20極極相槽數(shù)q2＝ 3/2 。20極取60°相帶，18極引進0.5α′型120°相差混相繞組。兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組線圈混相分量槽號的劃分如圖8所示。圖8(a)為20極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號，圖8(b)為18極槽號相位圖及20極取60°相帶時三相槽號分別按18極相位排列進行混相后再劃分為三相的9組線圈?？梢钥闯?，18極槽號相位圖上代表三個混相電流矢量的三根軸線，軸線A右側槽號混相分量與軸線B左側槽號混相分量成鏡象對稱，軸線A左側槽號混相分量與軸線B右側槽號混相分量成鏡象對稱，軸線C左右側槽號混相分量也成鏡象對稱。這樣選擇軸線才能滿足混相繞組型式為0.5α′及混相分量種數(shù)為2N1的要求，在2N1＝10種混相分量中，將角標1、2、3、4的混相分量去掉，將角標5的混相分量取1，角標6的混相分量取2，角標7、8、9、10的混相分量取3。這時20極完全對稱平衡，18極平衡但少許不對稱，9組線圈基波感應電動勢偏離角度最大為0.645°，兩組線圈基波感應電動勢幅值差最大為1.97%。若將匝比由1∶2∶3改為0.9∶2.1∶3，則最大偏離角度近于零，最大幅值差降為約0.75%。當匝比為1∶2∶3，并取Z＝2ZS、y＝9時，18極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.8164和0.806，20極分布系數(shù)和繞組系數(shù)均為0.96，20極與18極磁密比值為0.933。
ZS＝9p2型變極繞組規(guī)律性不及前述三種強，但當混相分量相對值確定后，變極方案就確定了。表4給出本型變極繞組不同極比情況下取Z＝2ZS、y＝9、W1∶W2∶W3＝1∶2∶3時最大偏離角度δ、最大幅值差△(%)，兩種極數(shù)分布系數(shù)，繞組系數(shù)kd2、kdy1、kdy2及多極與少極磁密比值。
5、Z＝72 6/8 y＝10變極繞組兩種極數(shù)槽號相位圖、混相繞組引進及9組成線圈混相分量槽號的劃分如圖9所示。圖9(a)為8極槽號相位圖及按該極相位排列的9組線圈槽號。圖9(b)為6極槽號相位圖及8極取60°相帶時三相槽號分別按6極相位排列后進行混相再劃分三相的9組線圈。若角標為1、2、3、4的四種混相分量匝數(shù)相對值分別用W1、W2、W3、W4表示。根據(jù)8極基波感應電動勢平衡要求可以列出方程式W1+W2+W4＝2W3。欲使跨距y＝10時槽滿率相同，則要求任何兩個相距10的槽號混相分量匝數(shù)和相等，即11與112、22與12133與134、41與143……連續(xù)24對槽號混相分量匝數(shù)和相等，可列出W1+W2＝W3+W4＝W1+W3＝W2+W4，求解后就可得出W1＝W4＝1、W2＝W3＝2。本變極方案6極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.8391和0.8105，8極分布系數(shù)和繞組系數(shù)分別為0.9598和0.9452，8極與6極的磁密比值為1.14。

權利要求
1.一種3Y/3Y接法的交流變極電機繞組，該電機可分為t(t=1、2、3……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)為Z，極數(shù)比為2p1/2p2，其中2p1為少極，2p2為多極，該電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號，把9組線圈槽號適當?shù)胤譃閹追N匝數(shù)，通過適當選擇該幾種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，以滿足兩種極數(shù)下同相諸并聯(lián)線圈組之間的電勢平衡要求，異相諸并聯(lián)線圈組之間三相電勢對稱要求(允許少許不平衡和不對稱)和各槽槽滿率一致或接近的要求，本發(fā)明的特征在于該變極繞組應按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS=3(P1+P2)和ZS= (Z)/2 或 (Z)/4 的要求，當ZS= (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放該ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)5，當ZS= (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)5，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q=2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)10，或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q=2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)11或9，上述跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)盡可能適當?shù)馗?，按ZS槽計時，少極與多極的等效極相槽數(shù)均等于其極對數(shù)之和，即N=N1=N2=P′1+P2，兩種極數(shù)均引進oα′型混相繞組，用對稱軸線法進行60°相差混相/60°相差混相的換相法變極，求得9組線圈所屬混相分量槽號后，在N種混相分量槽號中，將混相分量角標值低于 (N-1)/2 的槽號去掉，將混相分量角標值等于 (N-1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W1，將混相分量角標值等于 (N+1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W2，將混相分量角標值大于 (N+1)/2 的槽號線圈匝數(shù)定為W3，該三種匝數(shù)的比值W1∶W2∶W3，當N＞5時，最好選為1∶2∶3(也可再作適當調(diào)整)，當N=5時，可選2∶4∶7(或其它適當比值)，這樣得到的變極繞組，多極的分布系數(shù)、短距系數(shù)都很高，故繞組系數(shù)很高，能有效地降低該極的磁密，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分槽數(shù)為單層，雙層線圈槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 2/(N) 。
2.一種3Y/3Y接法的交流變極電機繞組，該電機可分為t(t＝1、2、3……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)為Z，極數(shù)比為2P1/2P2，其中2P1為少極，2P2為多極，該電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號，把該9組線圈槽號適當?shù)胤譃閹追N匝數(shù)，通過適當選擇該幾種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，以滿足兩種極數(shù)下同相諸并聯(lián)線圈組之間的電勢平衡要求、異相諸并聯(lián)線圈組之間的三相電勢對稱要求(允許少許不平衡或不對稱)和各槽槽滿率一致或接近的要求，本發(fā)明的特征在于該變極繞組應按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝6p1和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求，當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)5，當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)5，再把該一槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)10，或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)11或9，上述跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)盡可能適當?shù)馗?，按ZS計時，少極的極相槽數(shù)q1＝1，多極的極相槽數(shù)q2= (N2)/(d2) = (P1)/(P2) ，少極取120°相帶，多極引進60°相差混相繞組，當N2為偶數(shù)且大于2時，混相繞組應選0.5α′型，當N2為奇數(shù)且大于3時，混相繞組應選0α′型，用對稱軸線法進行120°/60°相差混相或60°相差混相/120°的換相法變極，求出9組線圈所屬混相分量槽號后，把N2種混相分量線圈適當?shù)胤譃閃1、W2、W3三種匝數(shù)，當N2為偶數(shù)且大于2時，將角標小于 (N2)/2 的混相分量槽號去掉，將角標為 (N2)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W1，將角標為 (N2)/2 +1的混相分量槽號匝數(shù)定為W2，將角標大于 (N2)/2 +1的混相分量槽號匝數(shù)定于W3，當N2為奇數(shù)大于3時，將角標小于 (N2-1)/2 的混相分量槽號去掉，將角標為 (N2-1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W1，將角標為 (N2+1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W2，將角標大于 (N2+1)/2 的混相分量槽號匝數(shù)定為W3，三種匝數(shù)比W1∶W2∶W3，一般可選1∶2∶3(也可作適當調(diào)整)，N2＝4時，也可選1∶3∶5，N2＝5時，也可選2∶4∶7或其它適當比值，這樣得到的變極繞組，多極繞組系數(shù)很高，能有效地降低該極磁密，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分槽數(shù)為單層，雙層線圈槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 2/(N2) 。
3.一種3Y/3Y接法的交流變極電機繞組，該電機可分為t(t＝1.2……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)為Z，極數(shù)比為2p1/2p2，其中2p1為少極，2p2為多極，該電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號，把9組線圈槽號適當?shù)胤譃閹追N匝數(shù)，通過適當選擇該幾種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，以滿足兩種極數(shù)下同相諸并聯(lián)線圈組之間的電勢平衡要求，異相諸并聯(lián)線圈組之間三相電勢對稱要求，(允許少許不平衡和不對稱)和各槽槽滿率一致或接近的要求，本發(fā)明的特征在于該變極繞組應按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝6p2和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求，當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放該ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)7，當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)7，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)14，或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)13，上述跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)盡可能適當?shù)馗?，按ZS計時，少極極相槽數(shù)q1= (N1)/(d1) = (p2)/(p1) ，多極極相槽數(shù)q2＝1，多極取60°相帶，少極引進0.5α′型120°相差混相繞組，用對稱軸線法進行60°/120°相差混相的換相法變極，求得9組線圈所屬混相分量槽號后，在2N1種混相分量槽號中，將混相分量角標值小于N1的混相分量槽號去掉，將混相分量角標值為N1的槽號線圈匝數(shù)定為W1，將混相分量角標值為N1+1的槽號線圈匝數(shù)定為W2，將混相分量角標值大于N1+1的槽號線圈匝數(shù)定為W3，三種匝數(shù)的比值W1∶W2∶W3，當N1＞3時一般可選1∶2∶3，但也可作適當調(diào)整，如N1＝4時可選1∶1.8∶3，N1＝5時可選0.9∶2.1∶3，這樣得到的變極繞組，多極的繞組系數(shù)很高，故能有效地降低該極磁密，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分槽數(shù)為單層，雙層線圈槽數(shù)僅占總槽數(shù)的 1/(N1) 。
4.一種3Y/3Y接法的交流變極電機繞組，該電機可分為t(t＝1、2、3……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)為Z，極數(shù)比為2p1/2p2，其中2p1為少極，2p2為多極，該電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號，把9組線圈槽號適當?shù)胤譃閹追N匝數(shù)，通過適當選擇該幾種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，以滿足兩種極數(shù)下同相諸并聯(lián)線圈組之間的電勢平衡要求異相諸并聯(lián)線圈組之間三相電勢對稱要求(允許少許不平衡和不對稱)和各槽槽滿率一致或接近的要求，本發(fā)明的特征在于該變極繞組應按設計槽數(shù)ZS設計，而設計槽數(shù)必須滿足ZS＝9p2和ZS＝ (Z)/2 或 (Z)/4 的要求，當ZS＝ (Z)/2 時，實際槽數(shù)Z的另一半可視為ZS槽鐵芯齒上增開的槽數(shù)，用來嵌放該ZS槽變極繞組的另一個線圈邊，此時按Z槽計的線圈跨距應取奇數(shù)9或11，當ZS＝ (Z)/4 時，或是先把 (Z)/2 槽作為ZS槽鐵芯齒上增開 (Z)/4 槽后的總槽數(shù)，并取線圈跨距為奇數(shù)9，再把該 (Z)/2 槽作為基準槽，把Z槽作為該基準槽Q＝2的分布槽，按Z槽計時，線圈跨距應為偶數(shù)18，或是先把ZS槽作為基準槽，把 (Z)/2 槽作為其Q＝2的分布槽，再把其余的 (Z)/2 槽作為該分布槽鐵芯齒上的增開槽，用來嵌放線圈的另一邊，此時線圈跨距應取奇數(shù)19或21，上述線圈跨距的選擇都是要使多極的短距系數(shù)適當?shù)馗?，按ZS槽計時，少極極相槽數(shù)q1= (N1)/(d1) = (3p2)/(2p1) ，多極極相槽數(shù)q2＝ 3/2 ，多極取60°相帶，少極引進120°相差混相繞組，少極極對數(shù)為偶數(shù)時，混相繞組應選0α′型，少極極對數(shù)為奇數(shù)時，混相繞組應選0.5α′型，用對稱軸線法進行60°/120°相差混相的換相法變極，得出9組線圈所屬混相分量槽號后，適當?shù)貙?N1種混相分量中角標值較小的槽號去掉，將其余混相分量槽號適當?shù)胤譃槿N匝數(shù)W1、W2、W3，再適當選擇該三種匝數(shù)的比值W1∶W2∶W3，這樣得到的變極繞組，多極的繞組系數(shù)很高，能使該極磁密降低，而線圈只有三種匝數(shù)，且大部分為單層。
5.如權利要求4所述的交流變極電機繞組，其特征在于當2p1/2p2＝4/6時，在2N1＝18種混相分量槽號中，角標為5、6、7的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為11、12、13的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝6/8時，在2N1＝4種混相分量槽號中，角標為2的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為3的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為4的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝8/10時，在2N1＝30種混相分量槽號中，角標為11、12、13的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為17、18、19的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為23、24、25、29、30的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝10/12時，在2N1＝18種混相分量槽號中，角標為7、8、9的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為10、11、12的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為13、14、15、16、17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝12/14時，在2N1＝14種混相分量槽號中，角標為4、6的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為8、10的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為11、12、13、14的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，角標為5、7、9的槽號線圈匝數(shù)混相分量超前的應分別定為W1、W2、W3，混相分量落后的應分別定為0(即去掉)、W1、W2，當2p1/2p2＝14/16時，在2N1＝24種混相分量槽號中，角標為10、11、12的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為13、14、15的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為16至24的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝16/18時，在2N1＝54種混相分量槽號中，角標為19、23、24、25的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為29、30、31、35的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為36、37、41、42、43、47、48、49、53、54的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝18/20時，在2N1＝10種混相分量槽號中，角標為5的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為6的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為7、8、9、10的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝20/22時，在2N1＝66種混相分量槽號中，角標為29、30、31的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為35、36、37的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為41、42、43、47、48、49、53、54、55、59、60、61、65、66的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝22/24時，在2N1＝36種混相分量槽號中，角標為16、17、18的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為19、20、21的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為22至36的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，當2p1/2p2＝24/26時，在2N1＝26種混相分量槽號中，角標為12的槽號線圈匝數(shù)應定為W1，角標為14的槽號線圈匝數(shù)應定為W2，角標為16至26的槽號線圈匝數(shù)應定為W3，角標為11、13、15的槽號線圈匝數(shù)，混相分量超前的應分別定為W1、W2、W3，混相分量落后的應分別定為0(即去掉)。W1、W2，上述各種極比情況下，凡未涉及到的混相分量槽號角標，或者是該角標混相分量根本不存在，或者是該角標混相分量槽號應該去掉，上述三種匝數(shù)比一般可選W1∶W2∶W3＝1∶2∶3，也可在此基礎上作適當調(diào)整。
6.一種3Y/3Y接法的交流變極電機繞組，該電機可分為t(t＝1、2、……)個單元電機，每個單元電機的實際槽數(shù)Z＝72，極數(shù)比為2p1/2p2＝6/8，該電機繞組各槽線圈不超過兩層，用對稱軸線法進行換相法變極，求得9組線圈所串聯(lián)的槽號，把9組線圈槽號適當?shù)胤譃閮煞N匝數(shù)，通過適當選擇該兩種匝數(shù)的比值，并在各槽號中進行合理分配，以滿足兩種極數(shù)下同相諸并聯(lián)線圈組之間的電勢平衡要求、異相諸并聯(lián)線圈組之間三相電勢對稱要求(允許少許不平衡和不對稱)和各槽槽滿率一致或接近的要求，本發(fā)明的特征在于該繞組8極取60°相帶，6極引進0.5α′型60°相差混相繞組，用對稱軸線法進行60°/60°相差混相的換相法變極，根據(jù)8極諸并聯(lián)線圈組基波感應電動勢平衡要求和取線圈跨距y＝10時的槽滿率要求列出方程組，經(jīng)求解后，角標1和4的兩種混相分量相對值匝數(shù)為1，角標2和3的兩種混相分量相對值匝數(shù)為2，這樣得到的Z＝72、2p1/2p2＝6/8變極繞組方案，因線圈跨距y＝10，8極的短距系數(shù)很高，故使該極的繞組系數(shù)高達0.9452，使8極磁密與6極磁密的比值降為1.14。
全文摘要
3Y/3Y接法風機型變極繞組，參數(shù)經(jīng)適當匹配，多極繞組系數(shù)很高，多極與少極磁密比接近1，槽內(nèi)線圈大部分為單層，小部分為雙層，只有成簡單自然數(shù)比1∶2∶3的三種匝數(shù)。例如8/10極變極方案之一，多極、少極繞組系數(shù)分別為0.9446、0.873(現(xiàn)有技術為0.8084、0.8312)，多極與少極的磁密比為1.16(現(xiàn)有技術為1.28)，雙層槽數(shù)僅占總槽數(shù)的2/9。
文檔編號H02K17/14GK1056384SQ9010278
公開日1991年11月20日 申請日期1990年5月10日 優(yōu)先權日1990年5月10日
發(fā)明者鐘儒明 申請人:鐘儒明