基于換相法的近極比單繞組雙速異步電機變極接線設(shè)計

1、    基于換相法的近極比單繞組雙速異步電機變極接線設(shè)計    張林+孫小剛+劉碩摘 要：近極比單繞組雙速電機在火力發(fā)電廠循環(huán)水泵的節(jié)能改造中得到廣泛應(yīng)用，本文以10/12單繞組雙速電機為例，闡述了如何采用換相變極法來獲得變極前后均為60°相帶的變極接線方案。關(guān)鍵詞：換相法；槽號相位圖；單繞組雙速；變極接線：tm34 ：a ：1671-2064（2017）18-0034-021 引言近年來，火力發(fā)電企業(yè)為了節(jié)能降耗，將驅(qū)動循環(huán)水泵的電機由普通定速電機改造為單繞組雙速電機，以便于根據(jù)季節(jié)和負(fù)荷變化來調(diào)節(jié)循環(huán)水量。單繞組雙速異步電機是利用一套繞組通

2、過改變定子繞組的接線方式以獲得不同極對數(shù)，從而實現(xiàn)調(diào)速。與其它調(diào)速方法相比，變極調(diào)速具有投資成本低、性能穩(wěn)定、控制簡單、運行可靠、維修方便、節(jié)能效果明顯等一系列優(yōu)點，特別適用于對一些調(diào)速精度不高、不需要無級調(diào)速的設(shè)備（如風(fēng)機、循環(huán)水泵、攪拌機）配套上。2 單繞組變極的類型單繞組變極按變極類型可分為反向法變極和換相法變極。反向法優(yōu)點是電機的出線頭較少，一般為6個，最多9個；缺點是變后極繞組一般為120°或180°相帶，其分布系數(shù)較低，該方法適用于小功率的電機。換相變極法是一種通過輪換改變相繞組中部分線圈電流相位來改變繞組極對數(shù)的變極方法，優(yōu)點是可以使兩種極數(shù)下均有較高的繞組系

3、數(shù)，特別是可以實現(xiàn)變極前后都是60°相帶。其缺點是電機的出線頭較多，接線較復(fù)雜。這種變極方法特別適合于功率較大的循環(huán)水泵電機。本文采用基于槽號相位圖的“對稱軸線法”來實現(xiàn)換相法變極1。3 10/12單繞組雙速電機變極方案已知一臺雙速循環(huán)水泵電機，其定子槽數(shù)為，繞組類型為雙層等元件繞組，變前極的極對數(shù)，變后極的極對數(shù)，采用換相法實現(xiàn)變極前后的繞組均為60°相帶的變極方案2-3。3.1 畫出變前極p1=5的槽號相位圖并確定各相槽號（1）計算變前極每極每相槽數(shù)：槽號相位圖的每行格子數(shù)為6n1=18，每格之間的電角度為20°，相鄰槽號位移格子數(shù)d1=1，畫出變前極槽號相位

4、圖如圖1所示。（2）根據(jù)槽號相位圖列出變前極每相槽號。為獲得60°相帶的繞組，用6根互差60°的對稱軸線（圖中粗線）將槽號劃分成6段，將1、2、3列的槽號組成a相，7、8、9列的槽號組成b相，13，14，15列的槽號組成c相，具體見圖2所示。3.2 畫出變后極p2=6的槽號相位圖并確定變后極各相槽號（1）計算變后極每極每相槽數(shù)：槽號相位圖的每行格子數(shù)為6n1=30，每格之間的電角度為12°，相鄰槽號位移格子數(shù)d1=2，畫出變后極槽號相位圖。（2）用6根互差60°的對稱軸線（圖中粗線）將變后極槽號相位圖劃分成6段，編號為、如圖3所示。（3）在變后極槽號相位

5、圖中找到變前極的每相槽號所在位置。在變后極的槽號相位圖下列出變前極已獲得的a相、b相、c相槽號位置，在、區(qū)域內(nèi)的a相槽號分別標(biāo)識為a、a、a、a、a、a；相應(yīng)地b相槽號分別標(biāo)識為b、b、b、b、b、b；c相槽號分別標(biāo)識為c、c、c、c、c、c，這樣就獲得了18個線圈組槽號。比如變前極的a相槽號1、-84、2、-10、3位于變后極槽號相位圖段內(nèi)，我們將該線圈組標(biāo)識為a，其內(nèi)部連接如圖4所示。（4）將位于區(qū)域內(nèi)的（a、b、c）和區(qū)域內(nèi)的（-a、-b、-c）作為變后極下的a相；同理將區(qū)域內(nèi)的（a、b、c）和區(qū)域內(nèi)的（-a、-b、-c）作為變后極下的b相；將區(qū)域內(nèi)的（a、b、c）和區(qū)域內(nèi)的（-a、-b

6、、-c）作為變后極下的c相。這樣就得到變后極p2=6下的三相槽號，具體如圖5所示。3.3 18個線圈組之間的連接若三相之間采用y/y連接，18個線圈組之間的連接圖如圖6所示，圖中空心圓點為繞組的端頭，將每個端頭進行編號，若中性點在內(nèi)部短接，則共33個端頭。從電機外部的接線盒看，變極前后的繞組連接如圖7所示。若三相之間采用2y/連接，共27個出線頭，如圖8所示。從電機外部的接線盒看，變極前后的繞組連接如圖9所示。4 結(jié)語本文應(yīng)用換相法完成了變極前后均為60°相帶的10/12單繞組雙速電機定子變極接線方案設(shè)計，該設(shè)計方法可以應(yīng)用到12/14、16/18等近極比單繞組變極設(shè)計中，因此對該類變極電機的定子接線設(shè)計具有借鑒意義。參考文獻1許實章.交流電機的繞組理論m.北京：機械工業(yè)出版社，1985.2許實章.單繞組變極的新方法對稱軸線法m.華中工學(xué)院學(xué)報，1981.3濮紹文.三相鼠籠式單繞組多速電動機（第二版）m.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996. 中國科技縱橫2017年18期中國科技縱橫的其它文