[其他]消除“3Y/3Y聯結法”環流的交流變極電動機繞組

在審

• 申請號: 101985000003682
• 申請日: 1985-05-18
• 公開（公告）號: CN1003482B
• 公開（公告）日: 1989-03-01
• 發明（設計）人: 許實章
• 申請（專利權）人: 華中工學院
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 楊為國;方放

本發明提出一種消除“３Ｙ／３Ｙ聯結法”環流的交流變極電動機繞組。本繞組采用槽內兩線圈邊匝數不同的雙層繞組，依靠調節其匝比和合理分配于各槽中來達到把環流完全消除或基本消除。本發明對常用的６／４、８／６等極數比完全消除了環流，對１０／８、１２／１０、１４／１２等極數比基本上消除了環流。本發明提出的變極繞組具有較高的分布系數。

本發明屬于交流變極多速電動機的定子繞組聯結法及結構。

近十年來，隨著節能研究的發展，交流電動機變極變速節能受到國內外的高度重視。對火電廠風機、水泵和大型排澇泵站的節能來說，高壓大型變極電動機的研制具有重要意義。為了減少昂貴的高壓油開關，上述多速電動機換極所需開關數應越少越好，最好只用兩臺三相單投開關。在此條件下，最合適的變極繞組方案是采用只需兩個三相單投開關的3Y/3Y聯結法。

所謂3Y/3Y聯結法是把整個定子繞組劃分為九段D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8和D9，按圖1所示聯結，即D1、D2、D3三段首端接為一點A，D4、D5、D6三段首端接為一點B，D7、D8、D9三段首端接為一點C;D1、D4、D7三段末端接為一點A′，D2、D5、D8三段末端接為一點B′，D3、D6、D9三段末端接為一點C′;在變前極（其極數為2P₁）運行時，A、B、C三點接電網（開關S2斷開、開關S1合閘），在變后極（其極數為2P₂）運行時，A′、B′、C′三點接電網（開關S1斷開，開關S2合閘）。

當采用常規的雙層、等元件繞組設計上述3Y/3Y聯結的變極繞組時，總是出現至少有一種極數的每相三條并聯支路（如圖1中的D1、D2、D3三段）的基波感應電動勢不是同相位、同大?。ê喎Q“不對稱”），因而發生環流;，嚴重時則出現兩種極數下都是不對稱，因而都發生環流。這時環流所走的路徑，可舉例說明如下：在圖1中設開關S2斷開、開關S1合閘，因而電動機在2P₁極下運行，其氣隙中有2P₁極的基波旋轉磁場，它在九段繞組中感應的電動勢從上而下依次為E₁、E₂、E₃、E₄、E₅、E₆、E₇、E₈和E₉，其正方向與圖中箭頭一致，現取閉合回路AD1A′D4BD5B′D2A，則該回路的總電動勢E＝E₁-E₄+E₅-E₂，如果該繞組對2P₁極說是對稱的，即E₁＝E₂＝E₃，E₄＝E₅＝E₆，E₇＝E₈，則E＝0，因此不發生環流，但如果是不對稱，即E₁≠E₂≠E₃，E₄≠E₅≠E₆，E₇≠E₈≠E₉，則E≠0，于是便在回路AD1A′D4BD5B′D2A內發生環流。

上述環流使電動機損耗增加、溫升升高，嚴重時有燒壞電機的危險，因此消耗3Y/3Y聯結法中的環流成為當代變極電機研究中的一個具有很大現實意義的課題。

當前，消除上述環流的方法有三種。第一種是采用單Y和3Y串聯或并聯而構成4Y/3Y、3Y/3Y+Y、3Y+Y/3Y+Y等聯結法，如法國專利№.71，06936，德國專利№.2506573，英國專利№.1587-315，和英國專利№.1502-593等。這種方法的一個共同的主要缺點是：有一部分繞組只在一種極數下運行時起作用，而在另一種極數下運行時被丟棄不用，因此顯著降低了繞組的利用率。第二種方法是采用槽內嵌三層或四層線圈邊的多層繞組，見中國的《電工技術雜志》1983，№.5。該方法的主要缺點是：槽內層數太多，對地主絕緣占去很多空間，因此槽滿率很低;其次是這種變極繞組需要四個三相單投開關，這些缺點使得該方法很難應用于高壓大型電機中。