专利名称：一种改进的交流电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机，特别是一种改进的交流电机。它是采用以至少有两个有效边的单只线圈为元件，组成旋转电机定子绕组或直线电机初级绕组以及旋转式交流同步发电机转子绕组的交流电机。
目前，交流电机绕组所采用的元件，是由以具有两个有效边和与之相连的端接部分，以及接线端头、尾构成的一个单只线圈。而且一个元件只能构成一对磁极作用的绕组，一相绕组要用大、小相同或不同的多个元件组成。它线圈多、绕线工时多、连接点多、线圈间连接线多、消耗材料多，最大并联支路数amnx受极对数p的限制，并联支路间会产生电势差，应用效果欠佳。如JF90型永磁爪极转子单相三路交流发电机，其电枢绕组三路负载若为三只同功率的灯泡，必须同时接通，三灯泡同样明亮，如一路断路，余二路灯光就会变暗。
本实用新型的目的在于提供一种改进的交流电机，它采用一个线圈就能够构成至少一对磁极作用的至少两个有效边元件组成的绕组，既可保持传统元件灵活方便地组成各种类型绕组的优点，又可有效地提高制作工效，减少原材料的消耗，并能有效地避免并联支路间产生电势差，从而可提高应用效果。
其解决方案是交流电机的绕组为龙绕组，该绕组由一个用电磁线单线或多线绕制的龙母线圈，首先变形为等长或不等长的有效边称为槽段，形状为菱形或弧形并且等长或不等长的端接部分称为端段，两种线圈段相同相连，循环不断，周而复始，形成能够组成分布绕组，并互不同槽的至少两个槽段，在一端段上留有单头、尾或至少两个头、尾接线端的元件，称为龙元。龙元的结构形状是叠蜷龙元，或同心蜷龙元，或正弦同心蜷龙元，或连心同心蜷龙元，或回蜷龙元，或回龙元。再用单个或至少两个，相同或不同的龙元，组合成各种类型的电机绕组。所述的电机绕组类型为单相或三相，集中或分布、整距或短距，单层或双层或单双层，整数槽或分数槽，单相正弦或三相正弦，30°、60°、120°相带，变极多速，三次谐波绕组。按照电机参数与绕组类型，选用符合要求的龙元结构形状与数量，并确定其参数关系式制成龙元，将龙元相应的槽段依次嵌入电机铁芯相应的槽内，按公知的方法进行端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成电机绕组，并与电机相应的接线柱或滑环或整流器相连接。所述的龙母线圈周长，是根据电机参数及所选用龙元的结构形状及其参数关系式而定。由龙母线圈变形为龙元，可采用将线蜷段直接嵌入铁芯槽形成，但是，最好先整形为龙胎，再制成龙元。所述的龙胎结构形状是以龙母线圈的任意段为一槽段作始槽段，其一端为始端，与另一端相连的端段至一端段长处，形成第一龙胎节，继续相连转成与始槽段相对应的第二槽段，再进转相连成第二端段，至第二端段长处，形成第二个龙胎节，如此连续不断相连，进转至末端段，其末端与始槽段的始端相连，并在一端段上留有接线端头、尾，形成由线圈段构成的波浪形柱面环状龙胎。将龙母线圈分段变形为不同形状线圈段的龙胎，进一步变形为能够组成分布绕组的不同形状的龙元，再用龙元组合成电机绕组，不仅使龙绕组电机具有新的优点，而且由于先变形为元件，保持了传统元件应用灵活方便的优点，从而扩大了组成电机绕组类型的范围，从传统绕组类型结构中用龙元置换相应的传统线圈组或相绕组，即可组成相应类型龙绕组。如组成单相或三相(多相)绕组；集中或分布绕组，整距或短距绕组；单层或双层或单双层绕组；整数槽或分数槽绕组；单相正弦或三相正弦绕组；30°、60°、120°相带绕组；变极多速绕组；三次谐波绕组。从而扩大了龙绕组交流电机的品种。
叠蜷龙元的结构形状是以任一槽段为始槽段，其一端为始端，与其另一端相连的端段转至一节距y1处，再转成与其相连且与始槽段相对应的槽段，再顺转成相连且与端段对应的另一端段，至距始槽段一个槽距t处，t为铁芯两相邻槽之间的距离(下同)，形成第一蜷，继续相连顺转成与始槽段相邻的槽段，以与第一蜷相同的循环不断连接，直至形成第二蜷，以此类推，直至最后端段末端与始槽段始端相连接，并在一端段上留有接线端头、尾，形成一个叠蜷龙元。它的有关参数是按如下的关系式确定的一相绕组所用龙元数为n(下同)，整距n=p,p为电机极对数(下同)，短距n=2p，蜷数为Q(下同)，双层绕组Q=q,q为每极每相槽数(下同)，单层整距Q=q，单层短距q为偶数时Q=q/2；q为奇数时Q1=q+1/2,Q2=q-1/2，槽段等长为L，槽段数M=2Q，端段有三种长度，正节距端段长度为L1，端段数C1=Q个，小节距端段长度为L2=L1-t，端段数C2=Q-1个，大节距端段长度L3=L1+(Q-1)t，端段数C3=1，龙节数S=1，头数b≥1。
同心蜷龙元的结构形状是以最内的一个最短槽段为始槽段，其一端为始端，另一端经与其相连的最短端段转至最小节距Ymin处，顺转成相连且与始槽段对应的槽段，并如长一△，△为相邻两槽段长度差的一半，再顺转成相连的对应偏端段，即加长一槽距t的端段，如此连续不断循环连接，每相连一槽段加长一△，每相连一端段加长一t，直至最外蜷末槽段末端与最内蜷的始槽段始端平齐，并相连成最后端段，在一端段上留有接线端头、尾，形成一个槽段和端段均不相等的同心蜷龙元。它的有关参数按如下的关系式确定槽段数M=2Q，端段数C=2Q，蜷数Q=q/2，龙节数S=1，头数b≥1，一相绕组所用龙元数n=2p，最短槽段长L，每增加一槽段增长一△，直至最外蜷与始槽段相平行的槽段为最长槽段，最长槽段长为L+2(Q-1)△，与之相对应的最末槽段长为L+(Q-1)△，最短端段长L1，每增加一端段约增长一槽距t，最外蜷的最长端段为L1+2(Q-1)t，最后端段长为L1+(Q-1)t。
正弦同心蜷龙元的结构形状是以最内的一个最短槽段为始槽段，其一端为始端，另一端经与其相连的最短端段转至一最小节距Ymin处，顺转成相连且与始槽段对应的槽段，继续顺转一最小节距Ymin至始槽段始端处成对应的最短端段，接着按要求复绕够最内蜷复绕层数，至该蜷最后复绕槽段顺转成与其相连的次内端段，再顺转成与始槽段相邻的次内槽段，该次内端段弧的曲率半径R加长约t/2，然后，自次内槽段起按第一蜷的方法蜷出第二蜷，其节距y相应增长2t，端段弧的半径R相应增加约一t。如此，蜷完规定的所有蜷，直至最外蜷末槽段末端与最内蜷的始槽段始端平齐，并相连成最后端段，在一端段上留有接线端头、尾，形成一个正弦同心蜷龙元。它的有关参数按如下的关系式确定蜷数Q=q/2，槽段等长为L，槽段数M=2Q，正端段长L1，其弧曲率半径R1从内到外逐蜷约增长一t，偏端段长为L2，其弧曲率半径R2逐蜷增加约t/2，正端段数C1=2Q，偏端段数C2=Q，龙节数S=1，头数b≥1，一相绕组用龙元数n=2p，龙母线圈周长的求得是将各槽段、正端段分别乘以复绕层数，再根据所选电机参数和龙元的有关参数关系式而定。而龙母线圈匝数和复绕层数按如下的关系计算求得如跨最小节距Ymin至最大节距Ymax的各蜷为A、B、C……不同线匝数，可选出最佳公约数J，J即为龙母线圈匝数，用J除A、B、C……，得商a、b、c……，即为龙母线圈的复绕层数。
连心同心蜷龙元的结构形状是以两个端段为弧形的同心蜷龙元相连在一起，一个为正蜷连接，一个为反蜷连接，正蜷相连的最内蜷始槽段的始端，与反蜷相连的最外蜷末槽段末端相连成连心端段，而反蜷相连的最内蜷始槽段始端，与正蜷相连的最外蜷末槽段末端相连成连心端段，在一端段上留有接线端头、尾，形成一个槽段相等而端段不等的连心同心蜷龙元。它的有关参数按如下的关系式确定正端段长度为L1的弧形从内到外弧的半径R1自Rmin后逐蜷约增长一t，偏端段长度L2的弧形从内到外弧的半径R2自Rmin后逐蜷约增长t/2，槽段等长为L，槽段数M=2·2Q，端段数C=2·2Q，正端段数C1=2Q，偏端段数C2=2(Q-1)，正、反两个同心蜷龙元的蜷数是一样的，分别为Q1=q/2,Q2=q/2，两个连心端段长L3的弧半径R3为Rmin+Qt/2，而连心端段数C3=2，龙节数S=2，头数b≥1，每相绕组所用龙元数n=p。
回蜷龙元的结构形状是以任一槽段为始槽段，其一端为始端，与另一端相连的端段顺转至一节距Y3处，再转成与其相连且与始槽段相对应的槽段，形成一蜷，每顺转相连一蜷，其中心顺移一个槽距t，连续相连顺转够规定的第一个龙节蜷数后，再以相同的方法连接相连成反蜷，形成第二个龙节，如此正、反蜷连续循环不断相连，直至最后端段末端与始槽段的始端相连，并于一端段上留有接线端头、尾，形成一个回蜷龙元。它的有关参数按如下的关系式确定龙节数S=2p，每一龙节蜷数Q=q/2，每回蜷两个槽段为一蜷，一个槽段为半蜷，槽段数M=2pq，槽段等长为L，端段有两种长度，长度为L1的端段数C1=(q+1)p，长度为L2=L1-t的端段数C2=(q-1)p，每相绕组所用龙元数n=1，头数b=a。
回龙元的结构形状是以龙母线圈变形的任一槽段为始槽段，其一端为始端，与另一端相连端段顺转至一节距y3处，形成第一龙节，继续相连转成与始槽段相对应的第二槽段，再进转相连成第二端段，至一节距Y3处，形成第二龙节，如此连续不断相连，进转至末端段，其末端与始槽段的始端相连，并在一端段上留有接线端头、尾，形成一个回龙元。它的有关参数按如下的关系式确定龙节数S=2pq，槽段数M=2pq，端段数C=2pq，头数b=a，每相绕组所用龙元数n=1，槽段等长为L，端段等长为L1，或端段长不等，正端段长L1，端段数C1=q(2p-1)，长端段长L2=L1+t，端段数C2=q-1，短端段长L3=L1-(q-1)t，端段数C3=1。
将龙胎制成上述各龙元的方法是将整型形成的叠蜷龙胎、同心蜷龙胎，逐蜷叠合、套合，即构成叠蜷龙元，同心蜷龙元；将回蜷龙胎按各龙节、蜷，逐节逐蜷分别叠合，即构成回蜷龙元；而正弦同心蜷龙元一般是用其龙胎直接嵌入铁芯槽而制成的，连心同心蜷龙元是由其龙胎分节逐蜷套合而制成的，或直嵌成形的。回龙元与其龙胎相同。
由于采用上述技术方案，本实用新型与采用传统元件绕组的交流电机相比有以下主要优点(1)线圈少，连接点少，绕线工时少，理论上仅为传统元件绕组机动工时的1/Q～1/2pQ，式中Q为每龙节回蜷数，P为电机极对数。
(2)省去了线圈间的连接线及连接点的焊接和绝缘，可筒化制作工艺，节约原材料和辅助材料。
(3)一个线圈元件可构成一个相当于传统绕组中多个线圈元件组成的线圈组或相绕组。
(4)用一个线圈元件就能构成一相单层分布绕组。
(5)一个线圈元件能起到多对极的作用。
(6)用于永磁爪极转子单相三路交流发电机，若三路负载为三只灯泡，有一路断路时，余二路灯泡仍保持明亮，应用效果好。
(7)在三相单层绕组60°相带常用节距范围内，不须绕制大、小不同的线圈。
(8)可避免绕组并联支路同产生电势差。
本实用新型的实施例结合附图加以详细说明。
图1、实施例1，为一种改进的交流电机，其绕组采用叠蜷龙元时的展开示意图。
图2为图1中叠蜷龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
图3、实施例2，为一种改进的交流电机，其绕组采用同心蜷龙元时的展开示意图。
图4为图3中同心蜷龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
图5、实施例3，为一种改进的交流电机，其绕组采用正弦同心蜷龙元时的月开示意图。
图6为图5中正弦同心蜷龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
图7、实施例4，为一种改进的交流电机，其绕组采用连心同心蜷龙元时的展开示意图。
图8为图7中连心同心蜷龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
图9、实施例5，为一种改进的交流电机，其绕组采用回蜷龙元时的展开示意图。
图10为图9中回蜷龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
图11、实施例6，为一种改进的交流电机，它为单相三路交流电机，其绕组采用回龙元时的展开示意图。
图12、实施例7，为一种改进的交流电机，它为三相一路12极交流电机，其绕组采用回龙元时的展开示意图。
图13为图11、图12中回龙元元件的结构形状及嵌入铁芯槽的展开示意图。
实施例1
图1、图2中，交流电机的龙绕组，其元件采用叠蜷龙元结构形状。利用现有技术手册，查阅提供的线模尺寸或设计线圈尺寸，结合电机有关参数，如铁芯内经D，或直线电机初极铁芯长度Lt，槽深H，铁芯长度Lt0或直线电机铁芯宽Lt1，同步发电机转子铁芯外经D2、槽深H2、铁芯长Lt2，槽数Z，相数M，极对数P，节距Y，并联支路数a，每槽导体线数N和叠蜷龙元结构形状及参数，计算确定龙元的全部槽段和端段的长度总和，作为初选龙母线圈的周长，用符合设计种类和规格的电磁线绕制符合设计的每槽导体线数的龙母线圈，有并联支路的可按龙元头数b=a/n,a≥n，并绕成多头龙母线圈，经过试嵌修正后确定龙母线圈的周长。将确定好周长的龙母线圈变形成竖直线状槽段和菱形端段相间相连，循环不断，周而复始，并在一端段上留有接线端头、尾的龙胎。以龙胎的任一槽段为始槽段(d1)，其一端为始端，与另一端相连的菱形端段(e1)顺转至一节距Y1处，再顺转成相连且与始槽段(d1)相对应的槽段，继续顺转成相连且与端段(e1)相对应的端段，并距始槽段(d1)一个槽距t处，形成第一蜷。再顺转成相连且与始槽段(d1)相邻的槽段，按第一蜷的进转相连，构成第二蜷，如此进转不断相连，直至最后端段的末端与始槽段(d1)的始端相连。始槽段(d1)与末槽段(d2)之间为一龙节(f1)，并在一端段上留有接线端头、尾(g1)，构成一个叠蜷龙元。其槽段均相等，而端段有三种不同的长度。根据电机参数m=3,z=30,2p=2,q=5,a=2,y=1～11及所采用龙元的结构形状和各有关参数，按相应的关系式计算确定，构成一个单头、尾，5蜷的叠蜷龙元。每相绕组用2个龙元，龙元总个数为6，将该龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r1)内，形成三相二极双层叠蜷龙元绕组，其嵌线方法是将U、V、W各相第一个元件同一侧各槽段自铁芯任意槽起依次嵌入铁芯槽内，其铁序是U、W、V均为下层，接着将V相第一个元件另一侧各槽段依次嵌入U相下层段的上层，以后将各相的其余各元件按先下层后上层依次嵌完，最后将U、W两相的第一个元件的另一侧依次嵌完上层，并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成一个三相二极的双层绕组，该绕组的出线端U1U2、V1V2、W1W2与交流电机的相应接线柱或其它接线器件连接，即可构成一个三相二级交流电机。
实施例2图3、图4中，交流电机的龙绕组，其元件采用同心蜷龙元结构形状。其龙母线圈周长的确定方法同实施例1。同心蜷龙元以最内的一个最短槽段为始槽段(d3)其一端为始端，与另一端相连的所画水平直线状的最短弧形端段(e2)，顺转至最小节距Ymin处，再顺转成相连且与始槽段(a3)相对应的最内槽段，并加长一△，△为相邻两槽段长度差的一半，再顺转成相连且与最短端段(e2)相对应的偏端段，即加长一槽距t的端段，如此，每蜷一槽段加长一△，每蜷一端段加长一t，直至最外蜷末槽段(d4)末端与始槽段(d3)始端平齐，并相连接，形成最后端段(e3)于最外蜷两对应槽段之同构成一龙节(f2)，在一端段上留有接线端头、尾(g2)，构成一个同心蜷龙元，其槽段和端段的长度均不相同。根据电机参数z=24,m=1,2p=4,a=1,主绕组z1=16,q1=4,付绕组z2=8,q2=2及所用龙元的结构形状和各有关参数，按相应的关系式计算、确定，主、付绕组所用龙元个数均为4个，选用龙元总数为8个，构成4个单头2蜷和4个单头1蜷的同心蜷龙元。将该龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r2)内，构成单相4极单层同心蜷龙元绕组。其嵌线方法是每一元件都是自最内蜷的最短槽段起逐槽段逐蜷由内到外，直至最外蜷最后槽段。嵌线应遵循各元件在铁芯圆周均匀对称的原则。在嵌最短槽段时，先将其与最外蜷最后槽段相连的端段轻压下去，以利以后各槽段的嵌线。并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成单相4极的单层绕组，该绕组的出线端u1u2、z1z2与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接即可，构成一个单相4极交流电机。
实施例3图5、图6中，交流电机的龙绕组，其元件采用正弦同心蜷龙元结构形状。且龙母线圈周长的计算方法是将各槽段，端段分别乘以复绕层数，而龙母线圈匝数和复绕层数按规定的关系式计算求得，现以单相2极正弦同心蜷龙元绕组为例，主绕组A1=75,B1=202,C1=277,选J1=25；付绕组A2=145,B2=397,C2=542；选J2=36,相约得a1=3,b1=8,c1=11,a2=4,b2=11,c2=15,则主绕组龙母线圈匝数为25,A1所在蜷复绕3层，B1所在蜷复绕8层，C1所在蜷复绕11层；付绕组龙母线圈匝数为36,A2所在蜷复绕4层，B2所在蜷复绕11层，C2所在蜷复绕15层，其它同实施例1。该龙元以最内的一个最短槽段为始槽段(d5)，其一端为始端，另一端经与其相连的最短端段(e4)转至一最小节距Ymin处，再顺转成相连且与始槽段(d5)相对应的槽段，继续顺转一最小节距Ymin至始槽段处成对应的最短端段，并按要求复绕够最内蜷复绕层数，至该蜷最后复绕槽段顺转成与其相连的次内端段(e5)，再顺转成与始槽段相邻的次内槽段(d6)，该次内端段弧的曲率半径R加长约t/2，然后自次内槽段起按第一蜷的方法蜷出第二蜷，其节距Y相应增加2t，端段弧的半径R相应增加约一t0如此蜷完所有蜷，直至最外蜷末槽段(d7)末端与最内蜷始槽段始端平齐，并相连成最后端段(e6)，于最外蜷两对应槽段之间形成一龙节(f3)，并在一端段上留有接线端头、尾(g3)，形成一个正弦同心蜷龙元，根据电机参数m=1,z=16,2p=2,q=6，主、付绕组等相带，不等匝数。形成主、付绕组各用2个单头3蜷正弦同心蜷龙元，构成一个单相2极正弦同心蜷龙元绕组。将相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r3)。其嵌线方法，嵌线顺序是在嵌每一蜷时，先按各蜷商值分别复嵌够其层数后，再接着嵌下一蜷，其余与同心蜷龙元的嵌线原则、方法、嵌线顺序相同。并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，将绕组的出线端u1u2、z1z2与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接，即可构成一个正弦绕组单相2极交流电机。
实施例4图7、图8中，交流电机的龙绕组，其元件采用连心同心蜷龙元结构形状，其龙母线圈周长的确定方法同实施例1。该龙元是端段为弧形的两个同心蜷龙元相连在一起，一个为正蜷，一个为反蜷，正蜷的最内蜷始槽段(d8)的始端，与反蜷的最外蜷末槽段(d10)的末端相连，形成一弧形连心端段(e7)，而反蜷的最内蜷始槽段(d9)的始端与正蜷最外蜷末槽段(d11)的末端相连，形成一弧形连心端段(e8)，正、反蜷最外蜷相对的槽段间各为一龙节(f4),Ymin为最小节距,Ymax为最大节距，并在一端段上留有接线端头、尾(g4)，形成一个槽段均相等而弧形端段长度不等的连心同心蜷龙元。根据电机参数m=1,z=16,2p=2,q=6,a=1，主、付绕组等相带z1=12,z2=12及所选龙元的结构形状和各有关参数，按相对应的关系式计算、确定，主、付绕组所用龙元的个数均为一个，龙元总数为2个，构成2个单头3蜷2节的连心同心蜷龙元。将龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r4)内。其嵌线方法是从一侧开始，嵌线原则顺序与实施例2的同心蜷龙元相同，并且将最内蜷最内槽段与另一侧最外层最外槽段连接的连心端段先轻压下，嵌完本侧最后槽段时，改嵌另一侧自最外蜷最后槽段起反顺序嵌至最内蜷最内槽段。经公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成一个单相2极单双层的交流电机主、付绕组，将出线端u1u2、z1z2与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接，即可构成一个单相2极交流电机。
实施例5图9、图10中，交流电机的龙绕组，其元件采用回蜷龙元的结构形状。其龙母线圈周长的确定方法同实施例1。回蜷龙元是以任一槽段为始槽段(d12)，其一端为始端，与另一端相连的菱形或弧形端段(e9)顺转至一节距Y2处，顺转成相连且与始槽段(d12)相对应的槽段，形成一蜷，按每顺转相连一蜷，其中心顺移一个槽距t，连续顺转相连够第一个龙节(f5)蜷数后，转为下一个龙节，它是按反向以第一龙节的方法进转相连而连接成的，如此，正、反连续不断进、转相连，直至最后一龙节的端段末端与始槽段(d12)的始端相连，并在一端段上留有接线端头、尾(g5)，构成一个槽段等长而端段有两种长度的回蜷龙元。根据电机参数m=3,z=36,2p=4,q=3,a=1，及所用龙元的结构形状和有关参数，按相对应的关系式计算、确定；每相绕组所用龙元数为一个，龙元总个数为3个，构成3个单头、1.5蜷4龙节的回蜷龙元。将龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r5)内，其嵌线方法是以任一槽段嵌入铁芯任一槽内为起始槽，按节距Y3将对应槽段嵌入铁芯相应槽内，并依其蜷序嵌完一龙节蜷数，转入嵌反蜷一龙节，依次一正一反，一龙节一龙节嵌至最后端段末端，回到起始槽段。完成一相嵌线，其余两相采用与第一相嵌线相同的方法嵌线，并遵循三相绕组互相间隔120°电角度原则，也可按U、V、W三相的相同槽段互差2q个槽进行，即可。并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成一个3相4极单层电机绕组，该绕组的出线端u1u2、v1v2、w1w2与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接，即可构成一个3相4极交流电机。
实施例6图11、图13中，交流电机的龙绕组，其元件采用回龙元的结构形状。其龙母线圈周长的确定方法同实施例1。回龙元以任一槽段为始槽段(d13)，其一端为始端，与另一端相连的弧形或菱形端段(e10)顺转至一节距Y3处，形成第一龙节(f6)继续转成相连且与始槽段(d13)相对应的第二槽段，再进转成相连的第二端段，至又一节距Y3处，形成第二龙节，如此连续不断地进转相连，直至末端段末端与始槽段(d13)的始端相连，并在一端段上留有接线端头、尾(g6)，形成一个回龙元，其槽段和端段的长度均为等长。其嵌线方法是当q=1时，以任一槽段嵌入铁芯任一槽内起始，按节距Y3将次槽段嵌入铁芯相应槽内，依次嵌至最后端段末端，回到起始槽段。当q＞1，以与短端段相连的槽段为始槽段，嵌入铁芯第1槽，如上嵌完一周后，将出现与之相连的第一个长端段及与其相连并相连下一周的第一个槽段嵌入铁芯第2槽，如此类推，嵌至规定的q周最后时，短端段末端回到起始槽段。三相绕组分相嵌法相同，并应遵循互相间隔120°电角度原则。根据永磁爪极转子交流发电机参数m=1,z=12,p=6,a=3,q=1,及所用龙元的结构形状和有关参数，按相对应的关系式计算、确定每相绕组所用龙元为一个，龙元总数为一个，构成一个3头12龙节的回龙元，按q=1的嵌线方法，将该龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r6)内，并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成一个单相3路单层电机绕组。该绕组的出线端A、B、C、M，与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接，即可制成一个永磁爪极转子单相3路交流发电机。
实施例7图12、图13中，交流电机的龙绕组，其元件采用回龙元的结构形状。根据爪极转子交流发电机参数m=3,z=36,p=6,a=1,q=1，及所用龙元的结构形状和有关参数，按相对应的关系式计算、确定每相所用龙元为一个，龙元总数为3个，构成3个单头尾12龙节的回龙元，将该龙元相应的槽段依次嵌入相应的铁芯槽(r6)内，形成3相1路12极回龙元绕组。其嵌线方法是3相分相嵌线，每1相的嵌线方法同实施例6的单相嵌线方法，且遵循3相互相间隔120°电角度原则。也可按各相相同槽段互差2q槽进行。并进行公知的端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成一个3相1路12极的电机绕组，其出线端u1u2、v1v1、w1w2与交流电机的相应接线柱或其它连接器件连接，即可制成一个爪极转子3相1路12极交流发电机。其它均同实施例6。
权利要求1.一种改进的交流电机，包括电机绕组，其特征在于电机绕组为龙绕组，该绕组由一个用电磁线单线或多线绕制的龙母线圈，首先变形为等长或不等长的有效边称为槽段，形状为菱形或弧形且等长或不等长的端接部分称为端段，两种线圈段相间相连，循环不断，周而复始，形成能够组成分布绕组，并互不同槽的至少两个槽段，在一端段上留有单头、尾或至少两个头、尾接线端的元件称为龙元，龙元的结构形状是叠蜷龙元，或同心蜷龙元，或正弦同心蜷龙元，或连心同心蜷龙元，或回蜷龙元，或回龙元，用单个或多个、相同或不同的龙元组合成电机绕组，所述的电机绕组为单相或三相，集中或分布，整距或短距，单层或双层或单双层，整数槽或分数槽，单相正弦或三相正弦，30°、60°、120°相带，变极多速，三次谐波绕组，按照电机参数及绕组类型，选用符合要求的龙元结构形状和数量，并确定其参数关系式制成龙元，将龙元相应的槽段依次嵌入电机铁芯相应的槽内，按公知的方法进行端部整型、固定、连接、绝缘处理，构成电机绕组，并与电机相应的接线柱或滑环或整流器连接，所述的龙母线圈的周长，根据电机有关参数及所选龙元的结构形状及其参数关系式而确定。
2.如权利要求1所述的一种改进的交流电机，其特征在于叠蜷龙元的结构形状是以任一槽段为始槽段(d1)，其一端为始端，与其另一端相连的端段(e1)转至一节距Y1处，再转成与其相连且与始槽段(d1)相对应的槽段，再顺转成相连且与端段(e1)对应的另一端段，至距始槽段(d1)一槽距t处，形成第一蜷，继续顺转相连成与始槽段(d1)相邻的槽段，以与第一蜷相同的循环不断连接，直至形成第二蜷，以此类推，至最后端段的末端与始槽段(d1)的始端相连接，并在一端段上留有接线端头、尾(g1)，构成一个叠蜷龙元。它的有关参数接如下的关系式确定，一相绕组所用龙元数为n，整距n=p,p为电机极对数，短距n=2p、蜷数为Q、双层绕组Q=q,q为每极每相槽数，单层整距Q=q，单层短距q为偶数，Q=q/2；q为奇数，Q1=q+1/2,Q2=q-1/2，槽段等长，槽段数M=2Q，端段有三种长度，正节距端段长度为L1，端段数C1=Q，小节距端段长度为L2=L1-t,端段数C2=Q-1，大节距端段长度L8=L1+(Q-1)t，端段数C3=1，龙节数S=1，关数b≥1。
3.如权利要求1所速的一种改进的交流电机，其特征在于同心蜷龙元的结构形状，以最内的一个最短槽段为始槽段(d3)，其一端为始端，另一端经与其相连的最短端段(e2)转至最小节距Ymin处，顺转成相连且与始槽段(d3)相应的槽段，并加长一△,△为相邻两槽段长度差的一半，再顺转成相连的对应偏端段，即加长一槽距t的端段，如此连续不断循环连接，直至最外蜷末槽段(d4)的末端与最内蜷的始槽段(d3)的始端平齐，相连成最后端段(e8)，并在一端段上留有接线端头尾(g2)，构成一个同心蜷龙元，它的有关参数按如下的关系式确定，槽段数M=2Q、端段数C=2Q、蜷数Q=q/2、龙节数S=1、头数b≥1，一相绕组所用龙元数n=2p，最短槽段长为L，最长槽段长为L+2(Q-1)△，与之相对应的最末槽段长为L+(Q-1)△,△为每增加一槽段增长的长度，最短端段长L1，每增加一端段可增长一槽距t，第Q蜷的最长端段为L1+2(Q-1)t，最后端段长为L1+(Q-1)t。
4.如权利要求1所述的一种改进的交流电机，其特征在于正弦同心蜷龙元的结构形状是，以最内的一个最短槽段为始槽段(d5)，其一端为始端，另一端经与其相连的最短端段(e4)转至最小节距Ymin处，顺转成相连且与始槽段(d5)相对应的槽段，继续顺转一最小节距Ymin至始槽段(d5)始端处形成对应的最短端段，然后按要求复绕够最内蜷复绕层数，至该蜷最后复绕槽段顺转成与其相连的次内端段(e5)，再顺转成与始槽段(d5)相邻的次内槽段(d6)，该次内端段弧的曲率半径R加长约t/2，再自次内槽段(d6)起按第一蜷的方法蜷第二蜷，其节距Y相应增加2t，端段弧的半径R相应增加一t，如此蜷完规定的所有蜷，直至最外蜷末槽段(d7)末端与最内蜷始槽段(d5)始端平齐，并相连成最后端段(e6)，在一端段上留有接线端头、尾(g3)，形成一个正弦同心蜷龙元，它的有关参数按如下的关系式确定，蜷数Q=q/2，槽段等长为L，槽段数m=2Q，正端段长L1，其弧曲率半径R1从内到外逐蜷增长一t，偏端段长为L2，其弧曲率半径R2逐蜷增加约t/2，正端段数C1=2Q，偏端段数C2=Q，龙节数S=1，头数b≥1，一相绕组用龙元数n=2p，龙母线圈周长的求得是，将各槽段及正端段分别乘以复绕层数，再根据所选电机参数和龙元的有关参数关系式而定，而龙母线圈匝数和复绕层数按如下的关系计算求得，如跨最小节距Ymin至最大节距Ymax的各蜷为A、B、C……不同线匝数，可选出最佳公约数J,J即为龙母线圈匝数，用J除A、B、C……，得商a、b、c……，即为龙母线圈的复绕层数。
5.如权利要求1所述的一种改进的交流电机，其特征在于连心同心蜷龙元的结构形状是，以两个端段为弧形的同心蜷龙元相连在一起，一个为正蜷连接，一个为反蜷连接，正蜷相连的最内蜷始槽段(d8)的始端与反蜷相连接的最外蜷末槽段(d10)末端相连成连心端段(e7)，而反蜷相连的最内蜷始槽段(d9)的始端，与正蜷相连的最外蜷末槽段(d11)末端连成连心端段(e8)，在一端段上留有接线端头、尾(g4)，形成一个槽段等长而端段长度不等的连心同心蜷龙元，它的有关参数按如下的关系式确定，正端段长度为L1的弧形从内到外弧的曲率半径R1自Rmin后逐蜷增长一t，偏端段长度L2的弧形从内到外弧的半径R2，自Rmin后逐蜷增长t/2，槽段等长为L，槽段数M=2·2Q，端段数C=2·2Q，正端段数C1=2Q，偏端段数C2=2(Q-1)，正、反两个蜷龙元的蜷数是一样的，分别为Q1=q/2,Q2=q/2，两个连心端段长度为L3的弧半径R3为Rmin+Qt/2，而连心端段数C3=2，龙节数S=2，头数b≥1，每相绕组所用龙元数n=p。
6.如权利要求1所述的一种改进的交流电机，其特征在于回蜷龙元的结构形状是，以任一槽段为始槽段(d12)，其一端为始端，与另一端相连的端段(e9)顺转至一节距Y2处，再转成与其相连且与始槽段(d12)相对应的槽段，形成一蜷，每顺转相连一蜷，其中心顺移一个槽距t，连续相连顺转够规定的第一个龙节(f5)蜷数后，再以相同的方法连续相连成反蜷，形成第二个龙节，如此正、反蜷连续循环不断相连，直至最后端段末端与始槽段(d12)的始端相连，并于一端段上留有接线端头、尾(g5)，形成一个回蜷龙元，它的有关参数按如下的关系式确定，龙节数S=2P，每一龙节蜷数Q=q/2，每回蜷两个槽段为一蜷，一个槽段为半蜷，槽段数为M=2pq，槽段等长为L，端段有两种长度，长度为L1的端段数C1=(q+1)p，长度为L2=L1-t的端段数C2=(q-1)p，每相绕组所用龙元数n=1，头数b=a。
7.如权利要求1所述的一种改进的交流电机，其特征在于回龙元的结构形状是，以任一槽段为始槽段(d13)，其一端为始端，与另一端相连的端段(e10)顺转至一节距Y3处，形成第一龙节(f6)，继续转成相连且与始槽段(d13)相对应的第二槽段，再进转成相连的第二端段，至又一节距Y3处，形成第二龙节，如此连续不断地进转相连，直至末端段末端与始槽段(d13)的始端相连，并在一端段上留有接线端头、尾(g6)，形成一个回龙元，它的有关参数按如下的关系式确定，龙节数S=2pq，槽段数M=2pq，端段数C=2pq，头数b=a，每相绕组所用龙元数n=1，槽段等长为L，端段等长为L1，或端段长度不等，则正端段长为L1，其端段数C1=q(2p-1)，长端段长L2=L1+t，其端段数C2=q-1，短端段长L3=L1(q-1)t，其端段数C3=1。
专利摘要一种改进的交流电机,主要是电机绕组为龙绕组,它由一个用电磁线单线或多线绕制的龙母线圈,首先变形为等长或不等长的槽段,形状为菱形或弧形且等长或不等长的端段,两种线圈段相间相连,循环不断,周而复始,形成能够组成分布绕组,并互不同槽的多个槽段,在一端段上留有单头尾或多头尾接线端的龙元,用单个或多个相同或不同龙元组成各种类型龙绕组。它线圈少、连接线少、可提高生产工效、减少材料消耗、避免并联支路间电势差。
文档编号H02K3/28GK2329114SQ9821499
公开日1999年7月14日 申请日期1998年6月1日 优先权日1998年6月1日
发明者赵明森, 赵和平 申请人:赵明森