专利名称：高效能三相电容电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三相电容电机，特别是涉及一种定子采用六相绕组，并在辅绕组串联有电容器而形成的三相电容电动机。
众所周知，现有的三相电容电动机以美国Wanlass提出的方案为代表，电动机定子嵌有两套60°相带的三相绕组，这两套三相绕组在空间有θ电度的相位移，由Wanlass公司提出的数据在国内制造的样机，都是θ＝60电度，分析和样机实验表明其效果与普通三相电动机端部并接电容器无异。
经检索可知黄念璞等发表在《中小型电机》1996年第5期，题目为″三相电容运转绕组谐波分析″所介绍的三相电容电动机，该文提出的由电动机本体和电容器组成的三相电容电动机可认为Wanlass电动机的改进型。这种三相电容电动机是令θ＝90电度，降低了电动机的谐波含量，虽然在一定程度上提高了电动机的效率，性能有所改善，但是仍不够完善。且在利用现成的三相电动机改绕时，当原三相电动机每极、每相槽数q＝奇数时，两套三相60°相带绕组之间的位移角与90电度的最小偏差为1/2槽距角。例如q＝3，则两套三相绕组的位移角与90°的最小偏差为词10°，就是说在最佳状态下，θ＝80°或100°时，则对谐波削弱的程度就较差了。
本发明的目的在于提供一种能明显提高三相电容电动机的力能指标的高效能三相电容电动机。
本发明的目的是这样实现的，将该电动机中电动机本体定子的六相绕组采用30电度相带，各相绕组的有效匝数相等，这六相绕组在定子中形成两套对称的三相绕组，两套三相绕组之间在空间有90电度的相位移，相位领前的一套三相绕组即辅绕组串联电容后与另一套三相绕组即主绕组并联。
本发明与现有的三相异步电动机比较有如下显著优点1.与Wanlass电动机及其改进型相比较，由于本发明电动机采用了30°相带，所以本发明电动机的基波绕组系数比60°相带的电动机提高了3.5％，材料利用率明显提高，在使用相同量的材料时就可使电机效率明显提高。
2.六相绕组的谐波磁势含量低，再加上鼠笼对谐波磁势的削弱作用，本发明的谐波损耗是很小的。当主、辅绕组的相位移与90°有偏差时，根据本发明的实施办法，本发明的偏差最小。这样，如果因电源等各种原因出现不对称时，本发明电机对逆序磁场有最强的削弱作用。它有效地抑制了谐波磁势和逆序磁场，η· cosφ比普通电机提高20％以上，电机制造简单、易于实现。
3.本发明比正弦绕组电机在工艺方面要优越。正弦绕组电机虽也应用30°相带，但其中的一套三相绕组按△接法，另一套按Y接法，嵌线较麻烦。而且正弦绕组电机的功率因数较低，削弱逆序磁场的能力也比本发明弱，因此效率比本发明低。
以下将结合附图对本发明作进一步的描述
图1为本发明的定子绕组原理△接法接线图。
图2为本发明的定子绕组原理Y接法接线图。
图3为本发明在一对极下的绕组相带分布示意图。
图4为本发明定子绕组电势相量图。
从图1、图2可知，本发明的定子绕组可看成是一个由三组互差120电度的单相电容电动机绕组所组成，它们可以按△接法(如图1所示)，也可按Y接法(如图2所示)以组成三相电动机。这三组绕组是对称的，可以取出任意一组来说明其结构。例如取A-A′这一组绕组来看，绕组A′在空间领前于绕组A90电度，绕组A′串电容器后与绕组A并联，这两只绕组的有效匝数相同，绕组按30电度相带设计。在一对极下本发明的绕组相带分布如图3所示，其中A与X为同一相绕组，A′与X′，B与Y，B′与Y′，C与Z，C′与Z′分别也都是同一相绕组，惯例与普通三相电动机绕组相同。显然，这样所形成的电动机定于绕组是六相绕组，依靠电容器的分相作用，这六相绕组按图1或图2的方式接入三相电源成为三相电容电动机。绕组按30°相带设计，内部是有效匝数相同的六相绕组，由电容器分相外接三相电源这是本发明--高效能三相电容电动机的特点。
若称不接电容器的绕组为主绕组，串接电容器的绕组为辅绕组。绕组的电势相量图如图4所示。可见主绕组形成对称三相，放称之为主三相，辅绕组形成另一对称三相称之为辅三相。主、辅三相在空间有90电度的相位移，辅三相领前主三相90电度是本发明的电动机的又一特点。
电容器在本发明中有分相和提供电动机所需无功源两个作用，其数值根据电动机在满载时所需的无功来计算，但电容器电流的额定值不应超过辅绕组的额定电流值。也就是说，与辅绕组串联的电容器，电容器的数值根据提供电动机在满载时所需的无功伏安来确定，其约束条件是电容器的额定电流不超过辅绕组的额定电流。
本发明的电动机可以根据上述特点按普通电动机的设计方法进行设计，也可以利用现成的三相电动机改绕而成。即将原60°相带的三相电机改成为30°相带的六相绕组。简单的办法是将60°相带一分为二，相带的排列按图3。如果原三相电机的每极每相槽数q为偶整数，则改成30°相带的绕组时各相带皆是整数槽，主、辅三相绕组之间的位移角为90°。当电动机定子园周在60电度范围内，原三相电动机的每极每相槽数q为奇整数时，可采用带一个公共槽的30电度相带构成法，即在分成30°相带时将会出现一个公共槽，这个槽的上、下层分属于不同的相带，如q＝3，则槽1属甲相带槽3属乙相带，槽2为甲、乙两个相带共有。当采用这种方法时主、辅三相绕组之间的相位移将与90°有一些偏差。例如当q＝3时，主、辅绕组的相位移是86.73°，即与90°的偏差为3.27°只及1/6槽距角。当q＝5时，主、辅绕组的相位移是88.83°，与90°的偏差为1.17°不到1/10槽距角。
实施例1利用Y90L-4电动机改绕时，原电动机三相定子24槽4极，每极每相槽数q＝2，定子绕组线规1-φ0.8，每槽线数63，绕组为单层链式分布绕组Y接，改绕成本发明的电动机数据为六相绕组，每极每相槽数q′＝1，定于绕组线规1-φ0.57，每槽导线数120，绕组为单层集中整距绕组，双Y接法，一相串入的电容器为18微法。
实施例2利用Y802-2电动机改绕时，原电动机三相定子18槽2极，每极每相槽数q＝3，每槽导线数90，导线线规1-φ0.71，单层交叉链式分布绕组Y接，改绕成本发明的电动机数据为每极每相槽数q＝′1.5，每槽导线数174，导线线规1-φ0.51，单双层整距绕组，双Y联接，一相串入的电容器为12微法。
权利要求
1.一种高效能三相电容电动机，由电动机本体和电容器组成，其特征在于该电动机中的电动机本体定子的六相绕组采用30电度相带，各相绕组的有效匝数相等，这六相绕组在定子中形成两套对称三相绕组，两套三相绕组之间在空间有90电度的相位移，相位领前的一套三相绕组即辅绕组串联电容后与另一套三相绕组即主绕组并联。
2.根据权利要求1所述的高效能三相电容电动机，其特征在于当电动机定子园周在60电度范围内的槽数为奇整数时，六相绕组可采用有一个公共槽的30电度相带构成法，即在分成30°相带时将会出现一个公共槽，这个槽的上、下层分属于不同的相带。
3.根据权利要求1所述的高效能三相电容电动机，其特征在于与辅绕组串联的电容器，电容器的数值根据提供电动机在满载时所需的无功伏安来确定，其约束条件是电容器的额定电流不超过辅绕组的额定电流。
全文摘要
本发明公开了一种高效能三相电容电动机，定子采用按30°相带设计的六相绕组，各相绕组的有效匝数相同，它们实际上形成了两套对称三相绕组，这两套绕组有90电度相位移，相位领前的一套三相绕组即辅绕组串联电容后与另一套三相绕组即主绕组并联。本发明可使电机效率提高3.5％左右，有效地抑制了谐波磁势和逆序磁场，η·cosΦ比普通电机提高20％以上，电机制造简单、易于实现。
文档编号H02K3/28GK1163502SQ9710685
公开日1997年10月29日 申请日期1997年2月5日 优先权日1997年2月5日
发明者吴汉光 申请人:福州大学