【doc】交流励磁机的单双层分数槽绕组
交流励磁机的单双层分数槽绕组
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交流励磁机的单双层分数槽绕组
武汉船用电力推进装置研究所杨德望李吏锦辉 1前言
无刷励磁同步电机日其卓越的性能巴广 泛应瑁于船舶电站以及陆用中小型备用电 站.交流励磁机作为实现无刷励磁的一个重 要部件.对其性能要求越来越高.为了提高无 刷励磁系统反应的快速性,应尽可能减小交 流励磁机励磁绕组的时间常数Tdo.提高交 流励磁机的频率是满足此要求的一项有效措 旋.中小型无刷励磁同步发电机的交流励磁 机频率通常为200~400Hz,即使在较高转速 (75O一1800r/rain)情况下.也要求交流衲磁 机具有较多的搬数.这样就使交流励磁机电 枢绕组的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
变得复杂起来.
2每极每相槽数的选择
显着.由于交流励磁机的极数很多,取较大q 值时需要较多的槽数.这样就会因降低铜铁 有效材料的利用率.使电机的体积,重量和制 造费用增大.若采用较小的q值.一方面不能 利用分布效应来削弱由于磁极磁场的非正弦 所感应的谐被电势.另一方面也使齿谐波电 势的次数降低而幅值较大,进而增加谐波损
耗.降低供电品质.因此,我们采用了q值较 低,但却能在改善电势波形时又削弱齿谐波 的分数槽绕组.
3分数槽绕组
从电机绕组理论可知,每极每相槽数q =
b+c/d的分数槽绕组等效于一个具有同 样槽数但q=bd+c,极对数P;p/d的整 数槽绕组.其短距系数kqu和分布系数kdv 的计算公式如下:
圈1双层遗绕组A相展开囝
每敏每相槽敦q是交流电机绕组设计的 一
个非常重要的参数.从电机理论可知.为改 善电势波形.交流电机采用短距和分布绕组, 对于整数槽绕组.q值越太.分布绕组效果越 26
kq,J=sin警要(1)''
.
kdu:2)=——————._—l_,2) (bd+c)si"而trff再.
式中u为谐波次数,m为相数,yl为节 距,r为以榴数为单位的饭距.
从式(2)中可知,分数槽绕组q很小,但 q很大.因而具有很强的分布作用,能有效地 削弱由于空间谐波磁场所引起的高次谐波电 势.明显改善电势波形.
由于串联联接的,位于不同礅撅下同一 相的线圈组在磁场中位移,从而能大大溅小 齿谐波.这,优点是整数槽绕组所不具有的. 分数槽绕组通常采用双层港绕组或波绕 组.这是因为双层绕组可以选择有利的节距 来改善磁场和电热波形.我们设计的某交流 励磁机电抠绕组采用分数槽双层选绕组时的 A相绕组展开图见图I.绕组相数m=3,极 数2p=18,每投每相槽数q=312,并联支路 数a—l,槽数Q=8l.
4单双层分数槽绕组
槽上层I26101ll5…-?一646569 737478
槽下层:56101415……64686973 7778.
可以看出,A相线圈在有槽(I,6,10,15 一…,64,69,73和78槽)中占有整个槽,而 在有的槽(2,5,II,14…-?65,68,74和77 槽)中占有半个槽.把占有整槽的地方构成整 槽单层线圈}占有半槽的地方构成半槽双层 线圈.将它们联戚同心式线圈如图2所示.其 中太线圈为单层线圈(节距卜一6),线圈为 双线圈(节距2—5).这样分散槽双层迭绕组 就变成了.既有单层线圈又有双层线圈混合面 成的单双层分数槽绕组.也是我们设计的交 流励磁机最终采用的绕组形式.
单双层分数槽绕组同时兼有分数槽绕 组,双层绕组和单层绕组三者的优点.首先, 它能象分数槽绕组那样在较,J,的q值时获得
图2单双层分数槽绕组展开圈(A组) X丫
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盘3单双层丹数槽统组端奇:分市图 较好的分布效果.而且还能削弱齿谐波.其 把图1中A相线圈在整个电机中占有次. 它又具有双层绕组可采用短距绕组改 的槽号排列如下:善电气性能的优点再者,它还有单层绕组不
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需层间绝缘,嵌线工艺方便等比点.从圈l, 图2对【七可见.单双层绕组的线圈总数比双 层绕且减少很多,因而绕制及嵌线比较方便 线圈问连线的减少可以节宙绕组用锕.铜耗 相应减少.效率相应提高.
4.1单双层分数槽绕组系数的计算 从上进
分析
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可知.单双层分数槽绕组实 际上来自于双层分数榴绕组.因而其绕组系 数的计算可按双层分数楷绕组计算.计算公 式可按式(1)和式(2).
4.2嵌装工艺实现的可能性
根据图2各相绕组的分布情况可以画出 嵌装后各绕组的端部交迭情况.如图3所示 从图3可见.嵌装后各绕组之间并不存在交 叉现象.说明其嵌装是很容易实现的.为了进 一
步减少各线圈之闻的焊接连接,每相绕组 都是一次莲续绕制而成.从而简化丁极间绕 组连接工艺.避免连接错误发生.由于是散下 线.在绕组端部不同相绕组之间垫隔绝缘纸 即可处理相闻绝缘问题.
5结论
本文提出的单双层分数槽绕组已应用在 某无刷发电机的交流嘞磁机设计中.它具有 如下优点:
a.削印齿谐渡?提高电势波形质量; b.提高了分布被果.削弱高次谐波.改 善电热正弦波波形;
c.减少线圈阃的连线,简化绕线工艺; d.简化了槽绝缘结掏.使得嵌线简单; e.降低了谐波损耗和铜耗.提高了电机 效率.
单双层分数槽绕组除应用于交流动磁机 外,还可以广泛应用于小型异步电机及小型 同步发电机中.
参考文献:
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[5]B.A.m_】??p口lI1poeK,…pDl?…e
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电压纹波系数<0.2V 实验数据绘制的曲线见图5. 圈j电流/湿度曲竣电压,负载曲线 参考文献
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【2]叶慧贞.评关稳压电霭c国防工 业出版社
[3车成章.电源.电予工业出版}土
浙公网安备 33021202002483