专利名称：内补偿节能电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种异步电动机。
现有技术克服异步电机无功电流和启动电流的方法有，在电机旁并联电容器来实现无功补偿，或者如9110009.2专利申请公开的技术是用串联电容器来实现无功补偿。其补偿方法本质上都是在电机外部采取措施，补偿作用主要体现在电机端点外的配电线路上，所以补偿效果有一定的局限性。
本实用新型旨在提供一种能在电机内部实现无功补偿，降低运转电流及启动电流，节能效果好的内补偿节能电机。
实现上述目的的技术方案是(参见实施例图)，本实用新型包括外壳、转子、定子，其特征在于所述的定子绕组Wa1、Wb1、Wc1和Wa2、Wb2、Wc2为二组共六相有效匝数不相等的绕组，同组的三相绕组匝数相等，不同组之间绕组有效匝数比为1∶1.2-2.5，两组的六相绕组相间对称排列首尾连接，依次按相差60°电势角度顺序曲折连接成电势向量图形为不等边六边形的六相闭合回路，六相闭合回路相间的三个对称点A、B、C接三相电源，另外相间的三个对称点a、b、c分别接三角形或星形连接的三个补偿电容C1、C2、C3。
凡等效于上述定子绕组曲折电连接结构的电机均为本实用新型保护范围。
本实用新型将三相异步电机定子绕组内部的三角形接线改变为电势向量图形为不等边六边形的接线，补偿电容接在每两相电源之间不同匝数两绕组曲折电连接的相连点上，使补偿电容对匝数较多、感应电势较大的绕组偏于发生并联补偿作用，对匝数较少、感应电势较小的绕组偏于发生串联补偿作用，不仅集中了串、并联补偿电容的优点，而且在电机内部形成互补回路。本装置在基本不改变现有三相异步电机三相绕组空间几何排列位置的前提下将每相绕组分为匝数不等的两个绕组，形成六相绕组，并改变原有的电连接关系，上述六相绕组的曲折电连接关系实质是在基本不改变原有三相绕组空间几何排列位置的情况下，分别将原来每相分出的匝数较多的绕组顺向移接到下一相匝数较少的绕组尾端和再下一相匝数较少绕组首端之间，各分出并移相连接的这一绕组同原绕组在空间排列上基本处于线槽上下层对应的位置，这样就近似形成三组对称的原付边绕组，使三角形或星形连接的三个补偿电容，其相电流和线电流对不对称的六相绕组发生原付边互相关联的补偿作用①三个补偿电容分别对匝数较多的付边绕组主要起并联补偿作用，在磁势平衡作用下，流经付边绕组直接的电容电流必然促使其对应的原边绕组间接增加一电容电流，这将对匝数较少的原边绕组的感生电流产生补偿作用，原边绕组所需的激磁电流等效地由接于付边绕组的补偿电容器来提供；②补偿电容对匝数较少的原边绕组主要起串联补偿作用，电容线电流分别对原边绕组产生移相作用，使电机形成六相对称磁动势形式，同时，流经三相原边绕组中的电流幅值也大幅度增加，形成了磁动势的增加，相数与磁势的增加均为提高电机的效率创造了条件；③连接于定子绕组内部的电容器对消除定子绕组漏抗有明显作用，这又对提高电机的输出转矩具有积极的作用。此外，在以上内补偿所产生的电磁能量的互相平衡与交叉作用下，电机的输入电流有效值将大幅度下降，产生了一系列的节能效应。而且，本装置每两个电源端间的二相绕组是曲折串联，再加接在曲折点的补偿电容器的减电流作用，可大幅度降低电机起动瞬间的冲击电流。本内补偿电机以电感能量同电容能量在电机内部的轮回作用方式克服了异步电机无功电流大的重大缺陷，并使其效率及转矩得以提高。在固有的定子漏阻抗大的特点下，可有效降低起动电流约一半，因此可取消繁琐的降压起动设备。
图1、本实用新型实施例1定子绕组接线原理图图2、实施例1定子线圈布线接线示意图图3、本实用新型实施例2定子绕组接线原理图图4、实施例2定子线圈布线接线示意图实施例1本例三相异步电机的定子铁心槽数为36，线圈布置为双层迭绕，极数为4，绕组节距为9，绕组布置近似于120度相带庶极式，各线圈以位于上层线槽的槽号为标志。
本例匝数较少、电势向量相互间隔120度的一组三相绕组为Wa1、Wb1和Wc1，匝数较多、电势向量同样相互相隔120度的的一组三相绕组为Wa2、Wb2和Wc2，两组绕组的有效匝数比为1∶2，二组的六相绕组相间排列，Wa1、Wc2、Wb1、Wa2、Wc1、Wb2按相差60度电势角度顺序首尾曲折连接，形成图1所示电势向量图形为不等边六边形的六相闭合回路，六相闭合回路的三个对称端点A、B、C分别接三相电源，另外三个对称的端点a、b、c分别与星形连接的三个补偿电容c1、c2和c3连接。参见图2，编号为1、2、3的线圈组成的极相组与19、20、21极相组并联连接后构成Wa1相绕组，4、5、6组成的极相组与22、23、24极相组也是并联连接，构成Wc2相绕组，Wa1线圈的导线截面为Wc2线圈导线截面的2倍，而Wa1的匝数为Wc2的二分之一，前者的感应电势计算值取144V，后者的感应电势计算值取288V；分别向右平移6槽后的7、8、9与25、26、27两个极相组并联连接成Wb1相绕组，10、11、12与28、29、30极相组并联成Wa2相绕组，再平移6槽后的13、14、15与31、32、33两个极相组并联成Wc1相绕组，16、17、18与34、35、36两个极相组并联成Wb2相绕组。图中A、B两端接电源，a端接补偿电容，本例的补偿电容容量为电机负载容量的
对于容量在75KW以上的6极以上的电机，有效匝数比一般选择为1∶2，对应的电磁线圈截面比例为2∶1，以满足电机槽满率相同及磁势相同的需要。每两个电源端点间连接的二相绕组总是保持相差60度电势角度的曲折串联形式，二相绕组的电势值也1∶2的关系。六相绕组的电势向量图为不等边六边形，其总体形状接近于圆形。两个电源端间曲折串联的二相绕组的线圈布置总体为120度相带形式，为避免磁势出现偶次谐波，线圈节距多采用全节距。在a、b、c端连接补偿电容器后，利用电容电流使六相绕组产生六相对称的磁动势。
实施例2本例A、B端间的Wa1和Wc2绕组的布置及接线为1、2、3三个线圈连成一个极相组Wa11,19、20、21三个线圈也连成极相组Wa12,Wa11和Wa12两同电势相位的极相组并联构成Wa1相；4、5、6线圈连成极相组Wc21相，22、23、24构成Wc22,Wc21和Wc22串联构成Wc2相，Wa1和Wc2的相连点为补偿端a，串联支路的两端为A、B端，接电源；占用7、8、9与25、26、27线槽的绕组构成Wb11和Wb12极相组，两者并联为Wb1相；占用10、11、12与28、29、30线槽的绕组构成Wa21和Wa22极相组，两者串联为Wa2相，Wb1和Wa2相连点b接补偿电容，两线圈串联的两端B、C接电源，这一相整体较上一相平移6个线槽；占用13、14、15与31、32、33线槽的绕组构成Wc11和Wc12极相组，两者并联为Wc1相；占用16、17、18与34、35、36线槽的绕组构成Wb21和Wb22极相组，两者串联为Wb2相，Wc1和Wb2相连点c接补偿电容，两线圈串联的两端C、A接电源，这一相整体又较上一相平移6个线槽。
本例所接的三个补偿电容c1、c2和c3是三角形连接，电容器的线电流一般选择与电机的相电流等同。经现场检测，对六极电机的电流下降值一般超过20％，系统的综合节电率平均超过15％，对负载变化较大的电机，电容器可分成三组，第一组固定投入，第二、三组随负载增加逐级投入，以避免电机空载时产生过电压。
本实用新型对功率因数比较低的电机定子两组不同匝数的绕组，其有效匝数比值一般取1∶1.2-2.0，对功率因数较高的电机定了两组不同匝数的绕组，其有效匝数比值-般取1∶2.0-2.5本实用新型不仅大幅度降低了电机的无功功率，也较大幅度降低了电机的有功功率，节能效果十分明显。
权利要求1.内补偿节能电机，包括外壳、转子、定子，其特征在于所述的定子绕组(Wa1)、(Wb1)、(Wc1)和(Wa2)、(Wb2)、(Wc2)为二组共六相有效匝数不相等的绕组，同组的三相绕组匝数相等，不同组之间绕组有效匝数比为1∶12-25，两组的六相绕组相间对称排列首尾相接，依次按相差60度电势角度顺序曲折连接成电势向量图形为不等边六边形的六相闭合回路，六相闭合回路相间的三个对称点(A)、(B)、(C)接三相电源，另外相间的三个对称点(a)、(b)、(c)分别接三角形或星形连接的三个补偿电容(C1)、(C2)、(C3)。
专利摘要内补偿节能电机,现有三相异步电机对无功功率的补偿方法是在电机外部串联或并联补偿电容,补偿效果有一定的局限性,本装置由二组匝数不相同的三相绕组相间对称排列,连接成电势向量图形为不等边六边形的六相闭合回路,六相回路的相间的三个对称点接三相电源,另三个对称点接三角形或星形连接的三个补偿电容,本电机以电感能量同电容能量在电机内部的轮回作用方式克服了异步电机无功电流大的缺陷,节能效果好,且可降低启动电流。
文档编号H02K3/28GK2335298SQ98208979
公开日1999年8月25日 申请日期1998年4月9日 优先权日1998年4月9日
发明者刘建平, 刘涛 申请人:刘建平