专利名称：具有多种控制方式的电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机，尤其涉及一种通过改变电机绕组结构实现电机控制方式多样化的电机。
背景技术：
现有的电机，无论功率大小、也无论是否存在并联多支路，最后绕组都连接成一组端子，作为一个整体使用，例如三相交流电机，其绕组的接线方式如图1所示。这种传统的绕组接线方式没有考虑到有时电机需要单独使用其中支路的特殊情况。
发明内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供了一种能根据实际使用要求选择较佳控制方式的电机。
本实用新型的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种具有多种控制方式的电机，包括转子和定子及其绕组，其特征在于把所述定子或转子的绕组分成两个或两个以上互相绝缘的分支绕组，同个分支绕组的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同分支绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向不相同或相同；每一分支绕组各有其独立的控制装置，单独通电工作而不与其它分绕组发生联系；所述电机有满负荷工作状态和部分负荷工作状态；满负荷工作状态全部分支绕组都通电工作；部分负荷工作状态只有部分分支绕组通电工作，其余分支绕组断电不工作。以最常见的三相交流电机为例，嵌入定子内圆凹槽的三相绕组U、V、W具有初端UA、VA、WA和末端UB、VB、WB；把每一相绕组都分成L个互相绝缘的分支绕组，L取值2或2以上；这时原来的三相绕组便变成了3×L个分支绕组，且具有初端UA1、VA1、WA1，UA2、VA2、WA2，......UAL、VAL、WAL和末端UB1、VB1、WB1，UB2、VB2、WB2，......UBL、VBL、WBL；由此构成L个并列且能实施独立控制的分支三相绕组，在同一组的分支三相绕组中的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同组的分支三相绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向一般不相同，当然也可以相同；这样，在使用电机时便能够根据不同的时段使用多种控制器、多种电源(市电、变频电源等)控制部分分支三相绕组通电工作，让其余分支三相绕组断电不工作(部分负荷工作状态)；或是让全部L组分支三相绕组通电工作(全负荷工作状态)。
与现有技术相比，本实用新型具有多种控制方式的电机具有分绕组支路，能产生多种电机控制方式，使选择电机较佳控制方式成为可能。
附图的图面说明如下图1是现有三相交流电机绕组的接线示意图；图2是实施本实用新型技术方案后的三相交流电机绕组的接线示意。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
现有的三相交流电机包括转子和定子，在定子内圆凹槽嵌入三相绕组U、V、W，该三相绕组具有初端UA、VA、WA和末端UB、VB、WB，如图1所示。本实用新型具有多种控制方式的电机对绕组的绕线方法进行改进，即把所述定子或转子的绕组分成两个或两个以上互相绝缘的分支绕组，同个分支绕组的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同分支绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向不相同或相同；每一分支绕组各有其独立的控制装置，单独通电工作而不与其它分绕组发生联系。当全部分支绕组都通电工作时，所述电机处于满负荷工作状态；当只有部分分支绕组通电工作，其余分支绕组断电不工作时，电机处于部分负荷工作状态。
以图1的三相交流电机为例，把每一相绕组都分成L(L大于等于2)个互相绝缘的分支绕组，因此有3×L个分支绕组，它们具有初端UA1、VA1、WA1，UA2、VA2、WA2，......UAL、VAL、WAL和末端UB1、VB1、WB1，UB2、VB2、WB2，......UBL、VBL、WBL，如图2所示；由此构成L个并列且能分别对其实施独立控制的分支三相绕组，在同一组的分支三相绕组中的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同组的分支三相绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向可以不相同，也可以相同；由于1至L组的分支三相绕组有各自独立的控制系统和工作电源，因此可令其中的1组或若干组处于接通或断开，由此形成多种电机控制方式；举一个在最简单情况下的例子，即L取值2，有两个分支三相绕组。假如用S代表两个分支绕组中绕线截面积之和，则其中一个分支三相绕组绕线的截面积S1＝80％S，另一个分支三相绕组绕线的截面积S2＝20％S，其中S＝S1+S2；大支路三相绕组由接触器控制，小支路三相绕组由变频器控制。
下面列举一些本发明技术方案的应用实例应用例1现在，制造一个500KW的变频变压调速器相对比较困难，但制造一个有五个支路的500KW的三相交流异步电极是容易的，只是在原来基础上，分成五个相对绝缘的支路，可用五个常见的100KW的变频变压调速器控制这个500KW的三相交流异步电机，便能突破上述的技术限制。
应用例2上述例子，当电机处于轻负荷时，部分昂贵的变频变压调速器可脱出，转而控制别的电机，实现系统总成本的下降，如中央空调系统，为了节能，主机、冷冻泵、冷却泵都有必要安装变频器，但这样较昂贵，可改为主机用五个同样的小变频器控制，冷却泵、冷冻泵不装变频器，当空调主机满负荷工作时，主机五个变频器全速工作，冷却泵、冷冻泵接市电工作，当制冷负荷较轻时(如低于60％)，控制主机的五个变频器需降低频率工作，此时，其中两个变频器可脱出，转而控制冷冻泵、冷却泵，实现冷冻泵、冷却泵的节能。
应用例3大型涡轮中央空调主机安装变频器非常必要，节能效果非常好，但大型变频器价格很贵，体积也很大，可把主机绕组分成截面积为70％、30％的两个支路，大支路用接触器控制，小支路用变频器控制，当冷却水温较高时，接触器、变频器全部投入工作，主机满负荷运行；当水温降到设定值下限时，控制主机负荷的导叶逐渐关闭，使主机负荷低于30％，此时，接触器脱出，只留下变频器变速控制主机(为使变频器不过载，变频器输出频率降低到一定程度，导叶才逐渐打开)，提高主机低负荷时的工作效率，达到节能的目的。当水温上升到设定值上限时，关导叶，把变频器调到工频，投入接触器，打开导叶全负荷工作。如此往复，用较小的变频器实现主机完全不断电的节能运行。
应用例4在应用例3的基础上，可取代星——三角形、自藕降压等起动方式，实现电机的软起动。电机绕组可分成截面积为80％、20％的两个支路，大支路用接触器控制，小支路用变频控制，起动时，先投入变频器从零速起动至全速，然后再投入接触器正常工作。可避免前诉电机起动方式电机短时断电的不良现象。
上述例子，电机在市电、变频器或多组变频器同时工作时，要考虑频率、相位角一致，对其他类型的电机可类推。
权利要求1.一种具有多种控制方式的电机，包括转子和定子及其绕组，其特征在于把所述定子或转子的绕组分成两个或两个以上互相绝缘的分支绕组，同个分支绕组的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同分支绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向不相同或相同；每一分支绕组各有其独立的控制装置，单独通电工作而不与其它分绕组发生联系；所述电机有满负荷工作状态和部分负荷工作状态；满负荷工作状态全部分支绕组都通电工作；部分负荷工作状态只有部分分支绕组通电工作，其余分支绕组断电不工作。
2.根据权利要求1所述的具有多种控制方式的电机，该电机的定子内圆凹槽嵌入三相绕组U、V、W，所述三相绕组具有初端UA、VA、WA和末端UB、VB、WB；其特征在于所述每一相绕组都分成L个互相绝缘的分支绕组，L取值2或2以上；所述3×L个分支绕组具有初端UA1、VA1、WA1，UA2、VA2、WA2，......UAL、VAL、WAL和末端UB1、VB1、WB1，UB2、VB2、WB2，......UBL、VBL、WBL；由此构成L个并列且能实施独立控制的分支三相绕组，在同一组的分支三相绕组中的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，而不同组的分支三相绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向不相同或相同；
3.根据权利要求2所述的具有多种控制方式的电机，其特征在于所述L取值为2，即具有两组分支三相绕组，其中一个分支三相绕组绕线的截面积S1＝80％S，另一个分支三相绕组绕线的截面积S2＝20％S，其中S＝S1+S2；大支路三相绕组由接触器控制，小支路三相绕组由变频器控制。
专利摘要一种具有多种控制方式的电机，包括转子和定子及其绕组，把所述定子或转子的绕组分成两个或两个以上互相绝缘的分支绕组，同个分支绕组的绕线具有相同的几何尺寸、相同匝数和缠绕方向，不同分支绕组之间，其绕线的几何尺寸、匝数和缠绕方向不相同(也可相同)；每一分支绕组各有其独立的控制装置，单独通电工作而不与其它分绕组发生联系。例如把三相交流电机的绕组U、V、W中的每一相绕组都分成2个以上的L个互相绝缘的分支绕组，所述3×L个分支绕组具有初端UA1、VA1、WA1，UA2、VA2、WA2，……UAL、VAL、WAL和末端UB1、VB1、WB1，UB2、VB2、WB2，……UBL、VBL、WBL；由此构成L个并列且能实施独立控制的分支三相绕组；这样，在使用电机时便能够根据不同的时段用多种控制器、多种电源控制令部分分支三相绕组通电工作，其余分支三相绕组断电不工作，或是让全部L组分支三相绕组通电工作，以此增加电机的控制方式，从而达到经济、节能的效果。
文档编号H02K3/28GK2530382SQ0222631
公开日2003年1月8日 申请日期2002年3月19日 优先权日2002年3月19日
发明者丁振荣 申请人:丁振荣