高速振动电的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高速振动电机。本实用新型为三相异步电动机，定子为36槽，转子为笼型33槽，定子极数为6极；定子绕组按正规60°相带绕组分配三相槽号，每相含有6个等相带，每个等相带串联2个槽号；运行时，采用三个星形并联联结，每个星形每相串联2个等相带，共4个槽号，绕组为3Y2联结方式；启动时，采用两个星形组成三角形联结，三角形每相占用4个等相带，绕组为△4联结方式；整个定子绕组三星形联结即为3Y2/△4联结方式；转子绕组按常规电机设计方法以定子绕组为设计基础。本实用新型的定子绕组采用两种接法，分别对应起动和运行两种状态，在提高电机起动性能的同时也提高了电机的运行效率。
【专利说明】高速振动电机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种高速振动电机。
【背景技术】
[0002] 振动电机的负载是偏心块，电机满负荷起动时，起动转矩较大，起动时间也比较 长,这就要求振动电机要有比较好的起动性能，对于功率较大的振动电机，由于激振力特别 大，对电机本身的起动性能要求就更高，而在满足起动性能的同时，往往忽略了电机的运行 性能，导致电机整体性能下降，不能长时间连续运行，电机故障率升高等问题。
[0003] 普通的振动源电机设计主要依据三相异步电动机的传统设计方法，在技术上没有 太大的改进。随着振动电机的功率越做越大，激振力也随着越来越大，对振动电机的性能要 求也就随之升高,尤其是针对大功率振动电机，由于负载的特殊性，对电机的起动性能要求 特别高，传统的设计方法已经不能满足该电机的需要。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种起动性能好、运行效率高的高速振 动电机。
[0005] 本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种高速振动电机，为三相异步电动机， 定子为36槽，转子为笼型33槽，定子极数为6极；其特征在于：所述定子绕组按正规60° 相带绕组分配三相槽号，每相含有6个等相带，每个等相带串联2个槽号；运行时，采用三个 星形并联联结，每个星形每相串联2个等相带，共4个槽号，即此时绕组为3Y 2联结方式；启 动时，采用两个星形组成三角形联结，三角形每相占用4个等相带，即此时绕组为八4联结 方式；整个定子绕组三星形联结即为3Υ 2/ Λ 4联结方式；转子绕组按常规电机设计方法以 定子绕组为设计基础，采用槽矢量星形图对绕组方案进行验证。
[0006] 上述高速振动电机中，所述定子绕组的三相绕组均包括三套绕组，每相绕组的每 套绕组由四个槽号的线圈串联，每套绕组的首端均与三相电源相连，定子绕组第一相绕组 的第一套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组的第二套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的 第三套绕组的尾端连接在一起形成第一节点，定子绕组第一相绕组的第二套绕组的尾端、 定子绕组第二相绕组的第三套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第一套绕组的尾端连接 在一起形成第二节点，定子绕组第一相绕组的第三套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组的 第一套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第二套绕组的尾端连接在一起形成第三节点， 所述定子绕组第一相绕组的第二套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第一相绕组的第 三套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第二相绕组的第二套绕组的首端与三相电源之 间、定子绕组第二相绕组的第三套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第 二套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第三套绕组的首端与三相电源之 间设有第一开关，所述定子绕组第一相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间、定子绕 组第二相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第一套绕组的 首端与三相电源之间设有第二开关。
[0007] 上述高速振动电机中，所述定子绕组的第一相绕组的第一套绕组占用槽号为第_7 槽、-8槽、13槽、14槽，第一相绕组的第二套绕组占用槽号为第-31槽、-32槽、1槽、2槽， 第一相绕组的第三套绕组占用槽号为第-19槽、-20槽、25槽、26槽；第二相绕组的第一套 绕组占用槽号为第5槽、-11槽、-12槽、18槽，第二相绕组的第二套绕组占用槽号为第6 槽、-35槽、-36槽、29槽，第二相绕组的第三套绕组占用槽号为第17槽、-23槽、-24槽、30 槽；第三相绕组的第一套绕组占用槽号为第9槽、10槽、-15槽、-16槽，第三相绕组的第二 套绕组占用槽号为第33槽、34槽、-3槽、-4槽，第三相绕组的第三套绕组占用槽号为第21 槽、22槽、-27槽、-28槽。
[0008] 本实用新型的有益效果在于：本实用新型以谐波起动理论为基础，定子绕组采用 两种接法，分别对应起动和运行两种状态，定子绕组的流通路径中具有很大的折算电阻，能 显著降低起动电流和提高起动转矩起动时定子绕组能产生有利于起动的谐波，运行时通过 绕组切换来减少谐波含量，在提高电机起动性能的同时也提高了电机的运行效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型的定子绕组连接示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0011] 本实用新型的定子为36槽，转子为33槽的笼型转子，定子极数为6极（p=3)。定 子绕组设计过程如下：第一，先确定定子绕组采用星形接法，按照槽号相位图的画法画出定 子36槽6极绕组的槽号相位图，然后根据电机在运行时定子绕组为对称60°相带连接的要 求在槽号相位图上确定定子每相绕组所占的槽号，如表1所示(其中各字母的下标表示各 相槽号按6极排列)。
[0012] 表I 纖fi极纖夸權sals fisr相誉分ΜΙΞ_戀警 ,% %............................C| I -l.....................?： 4 叫 6 ^s <>' m 11 12 13 14 15 16 r 18 19 2〇 21 11 11 24 25 26 2- 2S 30 Μ Μ 3J 3-1 55 3〇 ?Μ 'U 'W '5-1 ·Μ -I -2 '1 I ·< -? " -8 -9 -10 41 42 -Μ -14 45 46 I 47 -18 49 ·2§ ·Ι1 -21 -JJ -Μ -15 -Λ 4? -IS | -IP -3# ^ 罐 4-?Ο5*~? ? -丨----.........................................................
[0013] 从表1中可以看出定子36槽6极绕组按正规60°相带绕组分配三相槽号时，每相 含有6个等相带，每个等相带串联2个槽号，运行时，采用三个星形并联联结，每个星形每 相串联2个等相带，共4个槽号，整个绕组用符号3Y2表示，其中下标2表示每相串联2个 等相带，3表示三个星形并联。起动时，丢弃一个星形，剩下两个星形组成三角形联结，这时 三角形每相占用4个等相带，用符号厶4表示，于是整个三星形联结写成3Υ2/ Λ 4。
[0014] 谐波起动的特点就在于起动时定子绕组要产生一个主谐波和一个副谐波，对6极 电动机来说设计的主要目的就在于起动时能产生一个相当强的4极主谐波磁动势和一个 有一定强度的8极或10极副谐波磁动势。在确定定子每相绕组所占的槽号后，要确定其在 起动时的连接方式。星形接法的定子绕组在运行时为三星形并联联结，起动时为丢弃其中 一个星形后形成的三角形联结。为使起动时获得最强的4极主谐波，设计时应使构成三角 形三相的槽号最集中，并应尽可能消除4极主谐波的负序分量。通常将三相槽号设计成对 4极主谐波为三相严格对称来消除负序分量，在进行上述工作时需要用到6极三相槽号按4 极相位排列的相位图。至于副谐波则在设计工作完成后，通过谐波分析由其自然产生。
[0015] 表2为与表1对应的36槽6极三相槽号按4极排列的相位表及3Υ2/ Λ 4的联结 方案，其设计过程如下：首先在A6_4、B 6_4、C6_4三数列上分别选取A2、B 2、C2H段槽号(其中下 标6-4表不每相6级下所占槽号按4极排列）;所取的三段槽号要分别来自三相，槽号分布 要求很集中，另外三段之间的相位差对4极来说要尽量接近120° ;再将A2、B2、C2各自右边 的4个槽号选为A3、B 3、C3，改变它们的正负号变成-A3、-B3、-C 3，并移到各自对应的负数列上 与442、(：2-起构成三角形的三边：a A、bA、cA ;到此每相用去8个槽号，每相剩下的4个 槽号便分别为起动时丢弃的4、Bp Q三段槽号。
[0016] r. i -·?3-- ￠7 4 r m i-j ； a s y? r? ·? ? . .:. i . : . . s . .? ' .us . π.、?.,: . . . r'+ u:+ . ;? :::.. j i Γ3 :/, ；i ；：： ,.8 ；'5 K i;· >; ? ；> ? i ! ：： ；；- 7； ..? :-.J u V? 5-. K' ： ·.: ? < ' f. 7 \ -；
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[0017] 所上表所示，定子绕组的第一相绕组的第一套绕组占用槽号为第-7槽、-8槽、13 槽、14槽，第一相绕组的第二套绕组占用槽号为第-31槽、-32槽、1槽、2槽，第一相绕组的 第三套绕组占用槽号为第-19槽、-20槽、25槽、26槽；第二相绕组的第一套绕组占用槽号 为第5槽、-11槽、-12槽、18槽，第二相绕组的第二套绕组占用槽号为第6槽、-35槽、-36 槽、29槽，第二相绕组的第三套绕组占用槽号为第17槽、-23槽、-24槽、30槽；第三相绕组 的第一套绕组占用槽号为第9槽、10槽、-15槽、-16槽，第三相绕组的第二套绕组占用槽 号为第33槽、34槽、-3槽、-4槽，第三相绕组的第三套绕组占用槽号为第21槽、22槽、-27 槽、-28槽。
[0018] 如图1所示，本实用新型定子绕组的三相绕组均包括三套绕组，每相绕组的每套 绕组由四个槽号的线圈串联，每套绕组的首端均与三相电源相连，定子绕组第一相绕组的 第一套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组的第二套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第 三套绕组的尾端连接在一起形成第一节点Ni，定子绕组第一相绕组的第二套绕组的尾端、 定子绕组第二相绕组的第三套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第一套绕组的尾端连接 在一起形成第二节点N 2，定子绕组第一相绕组的第三套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组 的第一套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第二套绕组的尾端连接在一起形成第三节点 N3，所述定子绕组第一相绕组的第二套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第一相绕组 的第三套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第二相绕组的第二套绕组的首端与三相电 源之间、定子绕组第二相绕组的第三套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组 的第二套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第三套绕组的首端与三相电 源之间设有第一开关I，所述定子绕组第一相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间、 定子绕组第二相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第一套 绕组的首端与三相电源之间设有第二开关K 2。
[0019] 本实用新型的工作原理如下：如图1所示，电机起动时第一开关1闭合、第二开关 κ2打开，定子绕组以三角形连接接入电网，电机开始起动，这时定子绕组为不对称运行，将 主要产生基波磁势（ρ=3)、4极主谐波磁势（V =2)和10极副谐波磁势（V =5);待起动完成 后，在保持第一 I闭合的情况下闭合第二开关Κ2，定子绕组将以3Υ并联的方式运行，运行 时定子绕组为对称60°相带分布，谐波含量很少。
[0020] 起动时定子绕组产生的谐波是实现谐波起动的关键，而谐波幅值的大小又关系到 起动特性优劣，所以必须对绕组进行严格的谐波分析。通过详细计算得到起动时定子所产 生的谐波含量、谐波幅值的大小以及旋转方向，具体结果如表3所示：
[0021] 表3 職极数 2 4 6 10 14 20 22 26 28 30 34 方向反转 正转正转正转反转反转正转反转正转 反转正转 _时 liSail 21J76 ggm 1〇〇 1572 0413 J.693 3.02 4.233 0.61 1.436 2.72 (100%)
[0022] 由表中可知，起动时的谐波含量虽然比较多，但其中只有2极、4极和10极谐波为 大，4、10极谐波与6极基波同为正转波。根据谐波起动的原则，需要选取一个多极数谐波 (主谐波）和一个少极数谐波(副谐波）协助基波来提高电机的起动性能，并且旋转方向要与 基波相同。由于4极谐波的磁势幅值要比2极的大，而且4极谐波旋转方向与基波相同，这 就是说起动时我们应该采用4极谐波作为主谐波，副谐波应选取幅值较大的10极谐波。10 极副谐波在起动后期会产生很大的负转矩，这需要主谐波有较大的幅值与基波磁势共同来 抵消掉负转矩的作用，并能保证转速的继续上升直至基波同步转速附近。另外从表中可以 看出无论是主谐波磁势还是副谐波磁势都不含负序分量，其它谐波也只含有一个方向的分 量，且由于幅值很小，不会对电机的起动性能造成大的影响，这就进一步说明绕组方案的可 行性。
【权利要求】
1. 一种高速振动电机，为三相异步电动机，定子为36槽，转子为笼型33槽，定子极数 为6极；其特征在于：所述定子绕组按正规60°相带绕组分配三相槽号，每相含有6个等 相带，每个等相带串联2个槽号；运行时，采用三个星形并联联结，每个星形每相串联2个 等相带，共4个槽号，即此时绕组为3Y 2联结方式；启动时，采用两个星形组成三角形联结， 三角形每相占用4个等相带，即此时绕组为八4联结方式；整个定子绕组三星形联结即为 3Υ 2/Λ 4联结方式；转子绕组按常规电机设计方法以定子绕组为设计基础，采用槽矢量星形 图对绕组方案进行验证。
2. 根据权利要求1所述高速振动电机，其特征在于：所述定子绕组的三相绕组均包括 三套绕组，每相绕组的每套绕组由四个槽号的线圈串联，每套绕组的首端均与三相电源连 接；定子绕组第一相绕组的第一套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组的第二套绕组的尾端、 定子绕组第三相绕组的第三套绕组的尾端连接在一起形成第一节点；定子绕组第一相绕组 的第二套绕组的尾端、定子绕组第二相绕组的第三套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的 第一套绕组的尾端连接在一起形成第二节点；定子绕组第一相绕组的第三套绕组的尾端、 定子绕组第二相绕组的第一套绕组的尾端、定子绕组第三相绕组的第二套绕组的尾端连接 在一起形成第三节点；所述定子绕组第一相绕组的第二套绕组的首端与三相电源之间、定 子绕组第一相绕组的第三套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第二相绕组的第二套绕 组的首端与三相电源之间、定子绕组第二相绕组的第三套绕组的首端与三相电源之间、定 子绕组第三相绕组的第二套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三相绕组的第三套绕 组的首端与三相电源之间设有第一开关；所述定子绕组第一相绕组的第一套绕组的首端与 三相电源之间、定子绕组第二相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间、定子绕组第三 相绕组的第一套绕组的首端与三相电源之间设有第二开关。
3. 根据权利要求2所述高速振动电机，其特征在于：所述定子绕组的第一相绕组的 第一套绕组占用槽号为第-7槽、-8槽、13槽、14槽，第一相绕组的第二套绕组占用槽号为 第-31槽、-32槽、1槽、2槽，第一相绕组的第三套绕组占用槽号为第-19槽、-20槽、25槽、 26槽；第二相绕组的第一套绕组占用槽号为第5槽、-11槽、-12槽、18槽，第二相绕组的第 二套绕组占用槽号为第6槽、-35槽、-36槽、29槽，第二相绕组的第三套绕组占用槽号为第 17槽、-23槽、-24槽、30槽；第三相绕组的第一套绕组占用槽号为第9槽、10槽、-15槽、-16 槽，第三相绕组的第二套绕组占用槽号为第33槽、34槽、-3槽、-4槽，第三相绕组的第三套 绕组占用槽号为第21槽、22槽、-27槽、-28槽。
【文档编号】H02K3/28GK203883582SQ201420316448
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】何韧 申请人:湖南盛大设备制造有限公司