專利名稱:異步電動機的整距變極方法
技術(shù)領(lǐng)域：
單繞組多速異步電動機參考技術(shù)反向法變極;換向法變極;極幅調(diào)制理論;對稱軸線法;槽呈形矢量圖分析法;電機學(xué)理論。
參考文獻《電機學(xué)》華中工學(xué)院許實章主編，機械工業(yè)出版社1981年4月出版。
目的提高變極繞組的利用率。
一、整距變極的原理整距變極原理是基于采用60°相帶的繞組，或者采用其他形式，但具有數(shù)量相等的正相帶槽和負相帶槽的繞組。
不管是單層繞組還是雙層繞組，對整距線組而言，各繞組元件的一條邊必定在正相帶槽中，另一條邊必定在負相帶槽中。在變極過程中，正相帶槽號和負相帶槽號都發(fā)生了變化，如果在變后極中，所有繞組元件的二條邊仍然一條邊落在正相帶槽中，另一條邊落在負相帶槽中，那末我們稱這種變極為整距變極，采用這樣的變極方法，變后極的繞組系數(shù)不需要再乘一個短距系數(shù)，其理由是明顯的。
二、基本方法為了使變前極與變后極中，繞組元件的二條邊始終符合上述規(guī)律，本方法在確定繞組節(jié)距時，考慮正相帶元件的下層邊在變極中跟隨負相帶槽號的變化;而負相帶元件的下層邊在變極中跟隨正相帶槽號的變化?；蛘哒f每個元件的二條圈邊所在的正、負槽號，變變極過程中同時改變狀態(tài)。(比如同樣反向正→負，負→正;同樣換相A→B，-A→-B。)因為同一個元件的二條圈邊中的電流應(yīng)當(dāng)朝同一方向改變。為了達到上述目的，要考慮變前極與變后極中三相槽號的分配，或者考慮60相帶繞組的極比的正確選擇，同時要考慮元件節(jié)距的特殊安排。
三、反向法整距變極的設(shè)計方法對反向法變極來講，變前極每一個元件的二條邊所在的正、負相帶槽數(shù)應(yīng)該同時反向或者同時不反向。因為一個元件由二條邊所組成，所以反向部分的正、負相帶槽數(shù)應(yīng)該相等。這是三相槽號分配的一個原則。
要實現(xiàn)整距變極，變前極必須采用有負相帶的，而且負相帶與正相帶數(shù)目相等的繞組形式。60°相帶是最普通的一種。采用分?jǐn)?shù)槽繞組時，當(dāng)q＝ (И)/(d) 的分母為奇數(shù)時，因為每相在“單元電機”中所占的槽數(shù)為偶數(shù)，可以分為正、負槽數(shù)相等的相帶，符合整距變極的前題;但當(dāng)分母為偶數(shù)時，因每相在“單元電機”中的槽數(shù)為奇數(shù)，正、負相帶的槽數(shù)不相等，這時如果“單元電機”是偶數(shù)極，則可以用雙層繞組使正、負相帶的元件圈邊數(shù)相等。此時把一個槽號定為二條圈邊，用圈邊排列代替槽號排列。
1.如何設(shè)計反向法整距變極繞組<1>選定槽數(shù)，變前極極數(shù)，變后極極數(shù)，並畫出變前極與變后極的槽號相位圖。
<2>找出所有槽號對，這些槽號對在變前極相位圖上同相位，而在變后極相位圖上反相位。這些槽號對在變前極相位圖上必定是一半正槽號對，另一半是負槽號對。
<3>在變前極相位圖上，在上述槽號對中選擇適當(dāng)?shù)牟厶枌M行三相對稱排列，要求<a>三相槽號對稱(包括三相相位圖形狀一致，相位圖互移120°;每相所占的槽數(shù)是總槽數(shù)的三分之一;三相槽號不重復(fù)。)<b>每相正槽號對數(shù)與負槽號對數(shù)相等。
<4>用變前極選中的槽號對(這些槽號對在變后極相位圖上則必定表現(xiàn)出一個正槽號與一個負槽號組成一個槽號對)在變后極相位圖上進行三相對稱排列，排列僅要求三相對稱性，因為這時一個槽號對中包括正、負二個槽號，所以每相的正槽號數(shù)與負槽號數(shù)肯定是相等的。
<5>排列完畢后，比較變前極與變后極槽號相位圖，找出改變了符號(正變負或負變正)的槽號(或圈邊)。這些槽號(或圈邊)必定是正、負成對出現(xiàn)的。
<6>在變前極相位圖上，或變后極相位圖上，把每個槽號看成是圈邊號，然后把每相的改變了符號的正、負圈邊號成對地聯(lián)成元件，把沒有改變符號的正、負圈邊號也成對地聯(lián)成元件。如果是雙層繞組，應(yīng)該從一個槽內(nèi)的二個圈邊號出發(fā)，分別向相反二個方向聯(lián)接圈邊。這樣形成的元件節(jié)距，可能會有長短不同，也可能長短相同，但應(yīng)以端部聯(lián)線最短和排線工藝方便為原則。
2.舉例說明<例一>
<1>極比8/6槽數(shù)Z＝36
8極槽號相位圖見圖16極槽號相位圖見圖2<2>在8極相位圖上同相位，在6極相位圖上反相位的槽號對為正槽號對1-19，2-20，3-21，4-22，5-23，6-24，7-25，8-26，9-27，10-28，11-29，12-30，13-31，14-32，15-33，16-34，17-35，18-36，負槽號對-1-19，-2-20，-3-21，-4-22，-5-23，-6-24，-7-25，-8-26，-9-27，-10-28，-11-29，-12-30，-14-32，-15-33，-16-34，-17-35，-18-36。
<3>在8極相位圖上，選擇了如下槽號對(各相的正槽對數(shù)等于負槽對數(shù))A相-14-32，-15-33，-6-24，1-19，10-28，11-29。
B相-8-26，-9-27，-18-364-22，5-23，13-31。
C相-2-20，-3-21，-12-307-25，16-34，17-35。
並且已在圖1上排成了三相對稱圖形。
<4>在6極相位圖上(見圖2)也已將8極所選的槽號對排成了三相對稱圖形。這里各相的正槽數(shù)等于負槽數(shù)。
<5>比較8極與6極相位圖可以看出從8極到6極，A相改變了符號的槽號是-14，-15，-24，10，11，19;B相改變了符號的槽號是-8，-9，-18，13，22，23;C相改變了符號的槽號是-12，-20，-21，7，16，17;把每相改變了符號的正槽號與負槽號配對，同樣也把每相沒有改變符號的正槽號與負槽號配對，可以得到如下各相元件節(jié)距A相10
-14，11
-15，19
-24，(反向半繞組，節(jié)距為4，4，5)-32
28，-33
29，-6
1，(正向半繞組，節(jié)距為4，4，5)B相13
-9，22
-18，23
-8(反向半繞組，節(jié)距為4，4，15)-27
31，-36
4，-26
5，(正向半繞組，節(jié)距為4，4，15)C相16
-20，17
-21，7
-12(反向半繞組，節(jié)距為4，4，5)-2
34，-3
35，-30
25，(正向半繞組，節(jié)距為4，4，5)圖3畫出了各相單層形式的節(jié)距，共有3種規(guī)格元件節(jié)距。
此例8極繞組系數(shù)等于分布系數(shù)，為0.945，6極繞組系數(shù)等于分布系數(shù)，為0.644?？勺鳛?br> 心動率變速用。與常規(guī)方法相比常規(guī)法以6極極距為元件節(jié)距時，6極繞組系數(shù)是0.644，但8極繞組系數(shù)則下降為0.945×0.866＝0.818。若以8極與6極極距的中間值(取5槽)為繞組節(jié)距，則繞組系數(shù)分別為Kw8＝0.945×CoS10°＝0.93 Kw6＝0.644×CoS15°＝0.622可見整距方案使8極與6極的繞組系數(shù)都有所增長。此例只是說明一種方法，因極比較小，故整距效果不能充分體現(xiàn)出來，下面一例則能比較明顯地說明整距變極的優(yōu)越性。
<例二>極比4/26槽數(shù)Z＝30<1>4極槽號相位圖(見圖4)4極時，每極每相槽數(shù)q＝5/2，分母為偶數(shù)，可以采用雙層形式，把一個槽號定為二個圈邊，以圈邊號來代替槽號排列。圖中已選好三相對稱圈邊號，其中每相的正、負圈邊數(shù)是相等的，繞組系數(shù)Kw4＝0.951，<2>26極槽號相位圖(見圖5)圖中已把4極時所選定的各相圈邊號(正、負符號可以變)排成三相對稱圈邊號，繞組系數(shù)Kw26＝0.951<3>元件節(jié)距安排從以上二個相位圖的比較中看到A相改變了符號的槽號是1、3、9、17、23、25。其中1號、17號各有二個正圈邊，3號有一個正圈邊;9號、25號各有二個負圈邊，23號有一個負圈邊。所以總的來說，改變了符號的圈邊有五個正號，有五個負號，它們之間可以配對成繞組元件。A相沒有改變符號的圈邊情況也相同，B相，O相情況類同A相。元件配對之后發(fā)現(xiàn)此例可以制成等節(jié)距的雙層繞組，A相元件安排見圖6，各元件節(jié)距見圖7。
此例4/26整距方式變極，繞組系數(shù)保持不變，且很高，與常規(guī)做法相比可見其優(yōu)點常規(guī)做法是以26極極距為元件節(jié)距4極時將乘上一個短距系數(shù)Kw4＝Kq4·Ky4＝0.951×0.239＝0.228(Kq4為分布系數(shù)，Ky4為短距系數(shù))二者相比，整距變極法的4極繞組系數(shù)是常規(guī)法4極繞組系數(shù)的4.17倍 0.951/0.228 ＝4.17。由此可見整距變極法的優(yōu)越性。
上面所提方法，也可以采用非正規(guī)60°相帶來設(shè)計整距變極繞組，但是要求每相的正號槽數(shù)(或正號圈邊數(shù))等于每相的負號槽數(shù)(或負號圈邊數(shù))。若采用計算機編排方案，則應(yīng)當(dāng)按上面所提方法和步驟編制程序。
對于60相帶繞組，采用極幅調(diào)制方法實現(xiàn)整距變極是很方便的，但必須遵循一定法則，下面論述了60°相帶繞組極幅調(diào)制反向法整距變極的基本法則，可以作為設(shè)計時的參考。
四.60°相帶繞組極幅調(diào)制反向法整距變極的法則60°相帶繞組，由于在變極前中三相槽號已符合要求，只需考慮如何確定反向槽號和安排元件節(jié)距，用極幅調(diào)制方法則應(yīng)正確選擇調(diào)制極極數(shù)。下面根據(jù)極幅調(diào)制方法來分析使60相帶繞組獲得整距變極方案的二個法則。
1.第一種法則使調(diào)制極m對極距正好等于變極前的奇數(shù)個極距，用公式寫出來是m· (Z)/(K) ＝(2n-1) (Z)/(2P) ，或K＝ (2m)/(2n-1) ·P，(m，n是任意自然數(shù)，p是變前極極對數(shù)，K是調(diào)制極極對數(shù)，Z是定子槽數(shù)。)上式中，變前極極對數(shù)P應(yīng)當(dāng)能被(2n-1)除盡，才能保證調(diào)制極極對數(shù)K為整數(shù)。而且K一定是偶數(shù)。
此法則的原理是當(dāng)m對調(diào)制極極距等于奇數(shù)個變前極極距(見圖8)各相在此m對調(diào)制極范圍內(nèi)，被調(diào)制的狀況一般不會相同，而更主要的問題是在此m對調(diào)制極范圍內(nèi)，每相各自處在同極性調(diào)制極下的正、負槽數(shù)不一定相等。但因為在此m對調(diào)制極范圍內(nèi)，變前極極距數(shù)是奇數(shù)，使得在下一個相鄰的m對調(diào)制極范圍內(nèi)，出現(xiàn)了相反的調(diào)制狀況即對應(yīng)于前m對調(diào)制極區(qū)內(nèi)的任何槽號，總可以在后m對調(diào)制極區(qū)內(nèi)找到調(diào)制方向相反的信號。所以，在2m對調(diào)制極范圍內(nèi)，各相處于同調(diào)制性質(zhì)下的正、負槽數(shù)一定是相等的。又因為調(diào)制極極對數(shù)K是2m的整數(shù)倍，所以在K對調(diào)制極范圍內(nèi)，各相處在同調(diào)制性質(zhì)下的正、負槽數(shù)也一定是相等的，這就符合了反向法整距變極的基本要求。
上面說明了當(dāng)調(diào)制極符合公式K＝ (2m)/(2n-1) ·P，則可以獲得整距變極方案。此時變前極與變后極之比為(P)/(P′) ＝ (P)/(K±P)=P2m2n-1p±P]]>＝ (2n-1)/(2m±(2n-1))
(P′為變后極極對數(shù))上式說明 (P)/(P′) ＝ (奇數(shù))/(奇數(shù)) 。
2.第二種法則使變前極m對極距等于調(diào)制極的奇數(shù)個極距，用公式寫出來是m· (Z)/(P) ＝(2n-1) (Z)/(2K)或K＝ (2n-1)/(2m) ·P
上式中，變前極極對數(shù)必須為偶數(shù)，且能被2m除盡才能使調(diào)制極極對數(shù)K為整數(shù)。
此法則的原理與前面相似。當(dāng)奇數(shù)個調(diào)制極極距等于變前極的m對極距時，各相的調(diào)制狀況也各不相同，因為調(diào)制極極數(shù)是奇數(shù)，所以在后m對變前極的區(qū)域中，各相對應(yīng)槽號呈現(xiàn)相反的調(diào)制狀況(見圖9)。如果也能夠在2m對變前極極距范圍內(nèi)，使各相正、負槽號在同性調(diào)制極下配對，那末因為變前極極對數(shù)是2m倍數(shù)，則各相在同性調(diào)制極下的正、負槽號全部都能配對。下面在2m對變前極極區(qū)內(nèi)任意取一相(C相)來說明之(見圖10)圖10中四個C相相帶被調(diào)制波調(diào)制后各分裂為正、反二部分，若C相同性調(diào)制極下的正、負槽數(shù)相等，則應(yīng)當(dāng)成立下面等式正調(diào)制極下E+y＝G+J <1>
負調(diào)制極下F+X＝H+I <2>
已知E+F＝G+H＝X+Y＝I+J＝S又因為在R區(qū)內(nèi)，各相的調(diào)制狀況與T區(qū)內(nèi)相反，所以有E＝X，F(xiàn)＝Y(jié)，G＝I，H＝J。
<1>式左邊＝E+y＝x+y＝S，<1>式右邊＝G+J＝I+J＝S，因 左邊＝右邊，故 <1>成立。
同理可證<2>式成立。
上面說明了在2m對變前極極距范圍內(nèi)，各相在同性調(diào)制極下的正、負槽數(shù)相等。從而說明在P對變前極極距范圍內(nèi)，各相在同性調(diào)制極下的正、負槽數(shù)相等。這就符合了反向法整距變極的基本要求。
上面說明了當(dāng)調(diào)制極極對數(shù)符合公式K＝ (2n-1)/(2m) ·P，則可以獲得整距變極方案。此時，變前極與變后極之比為(P)/(P′) ＝ (P)/(K±P)=12n-12m±1]]>＝ (2m)/(2n-1±2m)
上式說明 (P)/(P′) ＝ (偶數(shù))/(奇數(shù)) 。
上面二個法則，能實現(xiàn)所有60°相帶繞組的整距變極。這是因為變前極極對數(shù)與變后極極對數(shù)之比的比值只可能有三種情況
<1> (奇數(shù))/(奇數(shù)) <2> (偶數(shù))/(奇數(shù)) <3> (奇數(shù))/(偶數(shù))第<1>，<2>種情況已經(jīng)用上述二個法則實現(xiàn)了整距變極，而第<3>種情況，只要把變前極與變后極位置互換，就可以使用法則2來實現(xiàn)整距變極方案。
總結(jié)上面二個法則，並且為了使用方便，改變上述二種法則的表達形式，可以這樣來描述1.當(dāng)變前極極對數(shù)與變后極極對數(shù)之比是下面形式(P)/(P′) ＝ (奇數(shù))/(奇數(shù)) ＝ (2n-1)/(2m-1)使調(diào)制極極對數(shù)為K＝ (2(m-n))/(2n-1) ·P或者K＝ (2(m+n-1))/(2n-1) ·P則可以獲得整距變極方案。
2.當(dāng)變前極極對數(shù)與變后極極對數(shù)之比是下面形式(P)/(P′) ＝ (偶數(shù))/(奇數(shù)) ＝ (2m)/(2n-1)使調(diào)制極極對數(shù)符合下式K＝ (2(n-m)-1)/(2m) ·P或者K＝ (2(n+m)-1)/(2m) ·P
則可以獲得整距變極方案。
定出整距調(diào)制方案以后，就安排元件節(jié)距。安排元件節(jié)距遵循下面法則同相屬、同調(diào)制方向的正，負槽號作為元件的二條圈邊的位置。
一般來說，整距變極的元件節(jié)距都不易相等，但在第一個法則中當(dāng)n＝1時，K＝2(m-1)P，調(diào)制極的(m-1)對極距正好等于變前極的一個極距。此時，所有相隔一個極距的圈邊都具有相同的調(diào)制方向，所以這些圈邊(相隔一個極距的)可以互聯(lián)接，元件的節(jié)距是相等的。這時，繞組可以是單層形式，也可以是雙層形式。
在第二個法則中，當(dāng)調(diào)制極極對數(shù)出現(xiàn)如下形式K＝ 3/2 P 或 K＝ (P)/(2m)繞組元件可以成為單層等節(jié)距形式，另外在第二個法則中，當(dāng)是分?jǐn)?shù)槽形式，q的分子是奇數(shù)也會出現(xiàn)雙層等節(jié)距可能，等等。
當(dāng)采用極幅調(diào)制方法，往往出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象，有些場合下可以通過移動部分圈邊(使某些圈邊號反調(diào)制)來達到對稱，但根據(jù)整距變極原則，移動圈邊后，各相正、負圈邊數(shù)仍然應(yīng)該相等，也就是說，移動部分的正、負圈邊數(shù)相等。
五.換相法整距變極法則對于換相法整距變極，變前極中每一個元件的二條圈邊應(yīng)該同時換相，或者都不換相，這就要求每一組換相圈邊的正圈邊數(shù)等于負圈邊數(shù)。
當(dāng)采用60°相帶繞組時，應(yīng)當(dāng)符合下面一個法則
(P′)/(P) ＝ (2n-1)/(2m-1) ＝ (奇數(shù))/(奇數(shù)) ，因為在這種情況下，劃分換相組時，正、負圈邊能夠成對地歸在一組，而其余場合下就比較困難。
此法則原理是在變前極中，同相屬的正相帶與負相帶對應(yīng)圈邊之間的距離，有可能是180°，540°，……180°×奇數(shù)，總之是180°×J(J是奇數(shù)，為從1到P之間的任何奇數(shù)。)從變前極到變后極，上述正、負對應(yīng)圈邊的距離由180°×J變成180°×J× (2n-1)/(2m-1) ，因為P能被(2m-1)除盡，所以J總可以找到一個值被(2m-1)除盡，而且商值 (J)/(2m-1) 必為奇數(shù)(奇數(shù)除奇數(shù)還是奇數(shù))。此值再乘上(2n-1)也必為奇數(shù)，即J· (2n-1)/(2m-1) 為奇數(shù)，而距離等于180°×J× (2n-1)/(2m-1) (即180°×奇數(shù))的正、負圈邊，在變后極相位圖上磁勢是同相位的，因此劃分換相組時，該正、負圈邊不會分開，從而形成每組正、負圈邊數(shù)相等的情況，這就符合了換相法整距變極的要求。
設(shè)計換相法整距變極的步驟是<1>在變后極槽號相位圖上畫出按變前極相屬的三相相位圖。
<2>在變后極相位圖上選畫三根互差120的對稱軸線，把每相槽號分成三組，並且使正、負槽號數(shù)相等。
<3>把三相九組重新組合成三相三組。
<4>把各相分組內(nèi)的正、負槽號上的圈邊配對成元件。
采用換相法整距變極方案時，元件節(jié)距一般較長，當(dāng)變前極與變后極的極對數(shù)之比有公因子消去的時候，元件節(jié)距為定子直徑跨度的1/t(t為公因子);當(dāng)極對數(shù)之比沒有公因子的時候元件節(jié)距為定子直徑跨度。
下面用對稱軸線法設(shè)計換相法整距變極繞組。此例極比為6/10，定子槽數(shù)為36槽。圖11是10極槽號相位圖，從圖中可以看出各相正、負圈邊號上下排列，處在同一個相位上，用三相對稱軸線劃分成A、B、C三組時，上下正、負圈邊不會分開，所以是成對地換相的，這二個上下正、負圈邊就正好配成一個元件，這樣的換相是整距性質(zhì)。圖12是6極相屬及元件節(jié)距安排，圖中只畫出了B相元件節(jié)距的單層形式。
六.整距變極的優(yōu)越性<1>變極前后繞組系數(shù)增加，電機出力提高。
在常規(guī)法變極中，變前極與變后極雙方(或一雙)的繞組系數(shù)都包含一項短距系數(shù)，繞組利用率較低。使用整距變極之后，變前極與變后極始終不失為整距性質(zhì)，繞組系數(shù)相應(yīng)增大，在不增加銅線、體積的情況下使繞組利用率提高，電機出力增加。這是因為根據(jù)公式E1＝4.44f1W1Kw1φm在磁通不變前提下，Kw1的提高意味著B1的提高，從而使電機出力提高。
<2>能實現(xiàn)極比非常遠的整距變極，使其出力提高。
在常規(guī)法變極時，當(dāng)極比很大的時候，短距系數(shù)大大削弱了繞組系數(shù)，所以電機出力很低。采用整距變極之后同一繞組能適應(yīng)極比很遠的二種極數(shù)電機的整距要求，所以繞組系數(shù)不會減少，變極效率因此而提高。
<3>能實現(xiàn)多級整距變極，使多級變速出力提高。
以某一種極數(shù)出發(fā)，定出幾種變極比的整距方案，再設(shè)計出適當(dāng)?shù)睦@組節(jié)距，使幾種方案互不牽聯(lián)影響，則就可以實現(xiàn)多級整距變極的愿望。這種方案無疑是比常規(guī)方案優(yōu)越得多。
七、60°相帶繞組極幅調(diào)制整距變極舉例1.第一種法則舉例極比6/30(1)因極比 (P)/(P′) ＝ 1/5 ＝ (奇數(shù))/(奇數(shù)) ，符合第一種法則，調(diào)極極對數(shù)K＝15+3＝18，槽數(shù)取72槽。
(2)調(diào)制過程及元件節(jié)距。
從圖13可見，3對調(diào)制極極距正好等于1個變前極極距，在6對調(diào)制極范圍內(nèi)，各相正、負相帶的圈邊可以配對。比如A相處在正極調(diào)制下的1號2號圈邊分別能與13號14號圈邊配對;處在負極調(diào)制下的3號4號圈邊分別能與15號16號圈邊配對。元件節(jié)距也見圖13所示。
(3)槽號相位圖見圖14。
因6極是對稱60°相帶排列，就不畫出來，圖14畫出30極圈邊相位，以檢驗對稱性及求取相帶分布系數(shù)。
(4)繞組系數(shù)此例6極繞組系數(shù)為0.96，30極繞組系數(shù)為0.766。
2.第二種法則舉例此例為船用電機實例，極比16/4
(1)為了符合第二種法則，極比采用16/4，而不是4/16，因而 (P)/(P′) ＝ 4/1 ＝ (偶數(shù))/(奇數(shù)) 。調(diào)制極極對數(shù)K＝8-2＝6。定子槽數(shù)72槽。
(2)調(diào)制過程及元件節(jié)距。
從圖15中可以看出，變前極(16極)2對極距正好等于調(diào)制極3個極距。在1-18號槽范圍內(nèi)，A相有3個正圈邊6個負圈邊處在正極調(diào)制下，另有3個正圈邊處在負極調(diào)制下，在正極調(diào)制下3個正圈邊與3個負圈邊配對后還剩下3個負圈邊未配對。在19-36號槽范圍內(nèi)，A相出現(xiàn)相反的調(diào)制狀況即A相有3個正圈邊和6個負圈邊處在負極調(diào)制下，3個正圈邊處在正極調(diào)制下，在負極調(diào)制下3個正圈邊和3個負圈邊配對后還剩下3個負圈邊未配對。根據(jù)前面理論分析，這二個調(diào)制區(qū)的正、負圈邊一定能夠配對。在這里，前者剩下的3個負圈邊恰好與后者同性極調(diào)制下的3個正圈邊配對;后者剩下的3個負圈邊也恰好與前者同極性調(diào)制下的3個正圈邊配對。B相和O相也同樣如此，就不分析了。
元件節(jié)距見圖16，這里選擇了每相有20個長節(jié)距(13槽)和4個短節(jié)距(5槽)的聯(lián)接法，當(dāng)然還會有別的聯(lián)法。
(3)4極圈邊號相位圖見圖17。
此例16極繞組系數(shù)為0.945，4極繞組系數(shù)為0.647，這樣的比例較適合于低速時轉(zhuǎn)矩增大的要求。
3.三級變極8/6/12(1)極比 8/6 ＝ 4/3 ＝ (偶數(shù))/(奇數(shù)) ，符合第二法則。
極比 8/12 ＝ 2/3 ＝ (偶數(shù))/(奇數(shù)) ，也符合第二法則。
(2)用調(diào)制極2極去調(diào)制8極得變后極6極調(diào)制過程見圖18，由于出現(xiàn)不對稱，修改原2極調(diào)制如下A相3號，B相-34號圈邊由正極調(diào)制改為負極調(diào)制;A相39號，B相-70號圈邊由負極調(diào)制改為正極調(diào)制。
(3)用調(diào)制極4極去調(diào)制8極得變后極12極調(diào)制過程見圖18，由于不對稱，修改原4極調(diào)制如下A相1號、2號、37號、38號，C相-4號，-40號圈邊由正極調(diào)制改為負極調(diào)制;A相19號、20號、55號、56號及C相-22號、-58號圈邊由負極調(diào)制改為正極調(diào)制。
(4)元件節(jié)距確定確定元件節(jié)距的原則是同相屬的正、負圈邊，在2極和4極的調(diào)制方案(包括已修改的調(diào)制)中均具有相同的調(diào)制極性，才能配對成元件。比如A相的1號、2號和-28號、-29號圈邊，在2極調(diào)制方案中都是正極性調(diào)制，而在4極調(diào)制方案中都是負極性調(diào)制，因此1號與-28號，2號與-29號可以聯(lián)結(jié)成元件。
(5)槽號相位圖8極是60°相帶對稱繞組故不畫圈邊相位圖，6極的圈邊相位圖見圖19，12極的圈邊相位圖見圖20。經(jīng)過修正，它們都是對稱的。
(6)繞組系數(shù)8極是60°相帶故繞組系數(shù)最高為0.96，6極和12極均為180°相帶，繞組系數(shù)都是0.64。
權(quán)利要求
1.前序本發(fā)明是對單繞組反向法變極和換相法變極所進行的一項改革?，F(xiàn)在的反向法變極和換相法變極是以下列為特征的(1)變前極和變后極雙方或一方繞組存在著短距(或長距)的因素。(2)繞組元件的節(jié)距是一樣大小規(guī)格，不可能有二種以上規(guī)格。(3)繞組形式都是雙層，不可能是單層。(4)普通極比之下，繞組節(jié)距很少大于或者等于多數(shù)極極距的二倍，(對于多級變極是指最多極)(極比應(yīng)理介為變前極和變后極之中，極數(shù)大的比極數(shù)小的比值)(5)極比不超過2時，繞組節(jié)距介于變前極極距和變后極極距之間，具體選定由負載特性決定恒功率特性，元件節(jié)距偏向于多數(shù)極極距；鼓風(fēng)機類特性，元件節(jié)距偏向于少數(shù)極極距；恒轉(zhuǎn)距特性，元件節(jié)距取多數(shù)極和少數(shù)極之間適當(dāng)?shù)闹?，使雙方繞組系數(shù)平衡相等。極比超過2時，繞組節(jié)距接近于多數(shù)極極距。(6)正相帶元件和負相帶元件之間有互相削弱磁勢的影響。也就是說，正相帶元件的下層邊狀態(tài)變化(狀態(tài)變化是指反向或換相變化)只跟隨自身上層邊變化，而沒有全部都跟隨負相帶對應(yīng)元件的上層邊變化。同樣地，負相帶中的元件下層邊狀態(tài)變化也沒有全部都跟隨正相帶對應(yīng)元件的上層邊變化。
2.本發(fā)明的特征是一.變前極繞組和變后極繞組雙方都體現(xiàn)出整距方案。二.繞組元件的節(jié)距可以有長、短多種規(guī)格之分，也可能只有一種規(guī)格大小。三.繞組形式可以是單層形式，也可以是雙層形式。四.為了整距需要，繞組節(jié)距可以大于或者等于多數(shù)極極距的二倍值，也可以是其他值。五.作為整距變極，繞組選配元件節(jié)距的原則，首先是符合整距變極要求，其次才考慮負載特性。六.正相帶圈邊與負相帶圈邊之間沒有互相削弱的影響。也就是說，所有雙層繞組元件的二條圈邊都遵循下面規(guī)律正相帶元件的下層邊狀態(tài)變化(反向或換相)，除了跟隨自身元件的上層邊變化，還必須跟隨負相帶中對應(yīng)元件的上層邊變化;負相帶元件的下層邊狀態(tài)變化，除了跟隨自身元件的上層邊變化，還必須跟隨正相帶中對應(yīng)元件的上層邊變化。對單層繞組來說，則是把具有相同變化的正相圈邊和負相圈邊(屬于同一相的)聯(lián)成一個元件。
3.多級變極可以分解成多個變后極與變前極之間的關(guān)系，因此以上所有發(fā)明特征均適合于多級變極。從屬權(quán)利要求
第二條本發(fā)明特征中對于60°相帶繞組，在極幅調(diào)制反向法整距變極方案中，出現(xiàn)等節(jié)距元件形式(即一種規(guī)格大小的節(jié)距)的話，等節(jié)距元件的節(jié)距大小是等于變前極極距的。第四條本發(fā)明特征可以是以下三種情況1.對于極幅調(diào)制反向法整距變極方案中極數(shù)增加的變極情況，若調(diào)制極符合公式k＝2mp，變后極極對數(shù)是變前極極對數(shù)的奇數(shù)倍(此時極比肯定大于2)，繞組形式雖與一般雙層等節(jié)距無差別，但此時繞組元件的節(jié)距是等于少數(shù)極一方的極距，此節(jié)距已大于多數(shù)極極距的二倍值，與常規(guī)法有所區(qū)別。2.對于換相法變極，當(dāng)是極數(shù)減少的方案時(P′)/(P) ＝ (tV)/(tU) ＝ (V)/(U) (t是P′，P的最大公約數(shù)，V與U為奇數(shù))元件節(jié)距 (πD)/(2t) (直徑節(jié)距的1/t)是變前極極距的U倍(πD)/(t) ＝U· (πD)/(P) (D為定子內(nèi)徑)因U＞V，且U，V都須是奇數(shù)，所以U至少等于3，從而說明元件節(jié)距大于二倍的變前極(多數(shù)極)極距，此與常規(guī)法有所區(qū)別。3.對于換相法變極，當(dāng)極數(shù)是增加的方案時元件節(jié)距大于等于變前極極距(少數(shù)極極距)(πD)/(t) ≥ (πD)/(P) ，分二種情況說明<1>t＜P，P＝Ut，U至少等于3，從而說明元件節(jié)距大于二倍的變前極極距(少數(shù)極)，也必然大于二倍的多數(shù)極極距，此與常規(guī)法有所區(qū)別。<2>t＝P， (P′)/(P) ＝ (tV)/(P) ＝ (V)/1 ，因V必須是奇數(shù)，意味著極比大于等于3，此時元件節(jié)距等于變前極極距，此値必定大于二倍的變后極極距(因極比大于等于3)，也就是元件節(jié)距大于二倍的多數(shù)極極距，也與常規(guī)法有所區(qū)別?？傊?，換相法變極，元件節(jié)距永遠大于二倍的多數(shù)極極距。除了上述三種情況之外，第四條本發(fā)明特征適用于檢驗其他任何情況下的整距變極。第四條本發(fā)明特征並不受上述三種情況說明的約束。
專利摘要
本發(fā)明對異步電動機單繞組反向法和換向法變極進行改進。此方法是使變極繞組在變前極與變后極中都保持為整距形式，從而提高了繞組的利用率。為此而提出了反向法和換相法的整距變極的設(shè)計方法。根據(jù)此方法能設(shè)計出普通極比以及極比非常遠的整距變極繞組，也能設(shè)計出適應(yīng)許多極均為整距的變極繞組，此方法特別能提高遠極比的電機出力。
文檔編號H02K17/02GK85103031SQ85103031
公開日1986年12月3日 申請日期1985年6月1日
發(fā)明者錢羅奮 申請人:錢羅奮導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan