[其他]感應(yīng)電機的一種等槽配合結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000002896
• 申請日: 1986-04-16
• 公開（公告）號: CN86102896B
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張大可
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙鐵道學(xué)院
• 代理公司: 湖南專利事務(wù)所
• 代理人: 李柏林;來國琦

感應(yīng)電機的一種等槽配合結(jié)構(gòu)，適用于各種規(guī)格及各種極數(shù)的感應(yīng)電機。本發(fā)明特征在于轉(zhuǎn)子槽形采用偏口槽形，且其槽口中心線偏離其槽身主軸線四分之一或近似四分之一倍轉(zhuǎn)子齒距和轉(zhuǎn)子鐵芯整體由偶數(shù)個鐵芯疊段依次按正面和反面交替疊裝構(gòu)成以及轉(zhuǎn)子槽數(shù)Ｑ₂等于定子槽數(shù)Ｑ₁。本發(fā)明消除或削弱了感應(yīng)電機內(nèi)大部份齒槽諧波磁場的作用：消除或削弱了附加同步轉(zhuǎn)距和附加異步轉(zhuǎn)距；能降低電磁振動和噪聲；能降低附加損耗和溫升。實現(xiàn)工藝極為簡易，不增加制造成本。

本發(fā)明涉及感應(yīng)電機定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子槽數(shù)實現(xiàn)等槽配合的一種結(jié)構(gòu)。

設(shè)計感應(yīng)電機時，定轉(zhuǎn)子槽配合（即指定子槽數(shù)Q₁與轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q₂所構(gòu)成的一種對應(yīng)組合）的選擇，對感應(yīng)電機主要特性有重大影響;槽配合選擇不當(dāng)，制出的電機會產(chǎn)生數(shù)量較多、幅值較大的齒諧波磁場作用，可能引起有害的附加異步轉(zhuǎn)矩和附加同步轉(zhuǎn)矩，使感應(yīng)電動機啟動特性不良，甚至由于其M-S曲線出現(xiàn)嚴(yán)重下凹而不能達(dá)到正常運行狀態(tài);還引起周期性電磁力，產(chǎn)生振動和噪聲;產(chǎn)生電磁干擾：還產(chǎn)生顯著的表面附加損耗和附加脈振損耗，降低效率和增高溫升等。上述影響對感應(yīng)電機運動都是極不利的，故設(shè)計感應(yīng)電機時必須選擇有利于改善電機特性的定、轉(zhuǎn)子槽配合值Q₁/Q₂。

目前設(shè)計感應(yīng)電機時均按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定槽配合值Q₁/Q₂，即是從根據(jù)許多專題理論分析和設(shè)計制造積累的實踐經(jīng)驗所得出一系列在不同極數(shù)（或轉(zhuǎn)速）下可以應(yīng)用、不宜應(yīng)用或不能應(yīng)用的各種定、轉(zhuǎn)子槽配合推薦值表中，選出合適的槽配合值來設(shè)計感應(yīng)電機，一般尚能得出較好的結(jié)果。但由于要遷就槽配合推薦值，使設(shè)計結(jié)果很難理想，尤其是在設(shè)計制造采用變極調(diào)速方式的多速感應(yīng)電機時，更難選出在各種極數(shù)下運行效果均佳的優(yōu)良槽配合值。

國內(nèi)、外電機界一直在研究確定感應(yīng)電機優(yōu)良槽配合值又簡便又通用的方法和結(jié)構(gòu)。理論研究（Heller，B.jHamata，V.著《異步電機中諧波磁場的作用》，章銘濤等譯1979）已經(jīng)表明，雖然等槽配合（即Q₁＝Q₂）是感應(yīng)電機通用的優(yōu)良槽配合值，但采用等槽配合結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機在啟動時存在嚴(yán)重的附加同步轉(zhuǎn)矩而使電機不能啟動，這是不可容許的缺陷，故等槽配合仍被否定。必須采取專門措施以消除此項缺陷而保存等槽配合的優(yōu)點。國內(nèi)、外電機界先后均研制過“樅樹式”轉(zhuǎn)子等槽配合結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機，雖然試驗結(jié)果表明，已經(jīng)有效地消除了啟動時存在的附加同步轉(zhuǎn)矩而改善了啟動性能和其他性能，但“樅樹式”轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造工藝性差，材料利用率低，增高了制造成本，故至今尚未能實際推廣應(yīng)用。

本發(fā)明任務(wù)是基于定、轉(zhuǎn)子槽的槽形及槽配合值Q〈`;;c`〉/Q₂對感應(yīng)電機主要特性有重大影響，提供一種與電機極數(shù)或轉(zhuǎn)速無關(guān)的通用優(yōu)良槽配合值以及實施的簡便方法和結(jié)構(gòu)：即轉(zhuǎn)子鐵芯整體由偶數(shù)個相同的鐵芯疊段依次按正面和反面交替疊裝構(gòu)成;而每個鐵芯疊段均由轉(zhuǎn)子沖片按其上轉(zhuǎn)子槽形各部份——對正疊齊構(gòu)成，且其轉(zhuǎn)子槽形設(shè)計成稱為偏口槽形的特殊槽形;并轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q₂等于定子槽數(shù)Q₁。

本發(fā)明的基本原理簡述如下：由于采用等槽配合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子磁場中第μ_R次諧波與定子第μ_S次諧波在感應(yīng)電機轉(zhuǎn)差率S＝1（即電機在啟動瞬時）發(fā)生的第μ次諧波附加同步轉(zhuǎn)矩可表示為：

M_μ=M_kSin(K₂Q₂/P·π/τX-φ_μ)......(1）

其中，M_R為定轉(zhuǎn)子在S＝1時的附加同步轉(zhuǎn)矩幅值;Q₂為轉(zhuǎn)子槽數(shù);P為電機極對數(shù);π/τX為定、轉(zhuǎn)子繞組相軸間的空間相位差角;φ_u為定子、轉(zhuǎn)子上第μ次諧波電流相位差;K₂為任意整數(shù)。消除附加同步轉(zhuǎn)矩就是要使M_μ＝O或使M_μ削弱到可忽略不計的程度。