星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī)

張文兵

(重慶川儀速達(dá)機(jī)電有限公司,重慶 400712)

節(jié)能降耗是人類的永久課題,尤其是發(fā)展中國家,顯得極其重要。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道,我國電能約有 2/3以上消耗在電動(dòng)機(jī)上,因此,提高電動(dòng)機(jī)效率是電動(dòng)機(jī)行業(yè)的一件大事。目前的Y、Y2系列三相電動(dòng)機(jī)定子繞組大多采用三線三相正弦繞組分布,感應(yīng)籠型轉(zhuǎn)子,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子異步轉(zhuǎn)動(dòng)。該系列三相電動(dòng)機(jī)的繞組,其產(chǎn)生的三相磁場互為 120°,因材料與制造工藝等因素,效率不高,一般在 75%左右,且力矩輸出波動(dòng)大。業(yè)內(nèi)科技工作者通過采用特殊材料,降低電動(dòng)機(jī)的鐵損、銅損,通過變頻技術(shù)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性,在一定程度上提高了電動(dòng)機(jī)的效率。

筆者本著節(jié)約電能、降本增效的原則,通過理論分析,并根據(jù)大量測試數(shù)據(jù),提出一種星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)想。具體地說,它是一種交流異步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì),磁場優(yōu)化后,通過測試,其電動(dòng)機(jī)效率較普通三線三相異步電動(dòng)機(jī)高出 15%左右。

本設(shè)計(jì)的技術(shù)方案為:該電動(dòng)機(jī)包括定子繞組、運(yùn)行電容、定子鐵心、鼠籠轉(zhuǎn)子、端蓋、機(jī)殼和軸承,在電動(dòng)機(jī)定子鐵心上安裝三相主繞組與三相輔助繞組。本設(shè)計(jì)的星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī),六相繞組與外界運(yùn)行電容移相 90°配合使用,形成互為 60°相位角。該電動(dòng)機(jī)磁場均勻,力矩穩(wěn)定,沖擊電流小,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可靠性高,效率高,達(dá) 90%。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本設(shè)計(jì)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1a為 Y、Y 2系列三相電動(dòng)機(jī)定子繞組圖;圖1b為星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī)定子繞組圖;圖2a為Y、Y 2系列三相電動(dòng)機(jī)定子電壓波形圖;圖2b為星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī)定子電壓波形圖。

具體實(shí)施方式:

如圖1b所示,本設(shè)計(jì)涉及一種星型聯(lián)接六相高效異步電動(dòng)機(jī)包括主繞組 X、Y、Z,輔助繞組 X′、Y′、Z′和運(yùn)行電容 C,在主繞組之間安裝一輔助繞組滯后于主繞組 30°機(jī)械角,并串聯(lián)電容移相 90°后,并入主繞組,使之所有繞組之間形成60°相位角,盡可能地形成圓形磁場,感應(yīng)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)(電容的選取目前采用示波器比較查看,暫無公式計(jì)算。)

如圖2b所示,該電動(dòng)機(jī)的通電率有效值更高,效率明顯比 Y、Y 2系列三相電動(dòng)機(jī)高,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的電動(dòng)機(jī)輸出力矩脈動(dòng)明顯減小。

圖中:X、Y、Z為電動(dòng)機(jī)定子主繞組;X′、Y′、Z′為電動(dòng)機(jī)輔助繞組;C為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電容;O為電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)。