專利名稱：三相電動機每極每相槽數(shù)q為6/7/8中的全優(yōu)繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電動機制造背景技術(shù) 金陽 陳維靜.一個雙層不等匝繞組的優(yōu)化布置.中小型電機，1994，21(4)14～17求雙層同心式等槽滿率匝比優(yōu)化方案。優(yōu)化結(jié)果表中q＝6的第一方案5/7次諧波幅值(繞組系數(shù))0.0331/0.0684。7次諧波幅值高于q＝6Y＝16/15等匝方案的對應(yīng)值0.0497/0.0376。5/7次諧波幅值對電機M-S曲線和雜耗起決定性影響。5次諧波降低起動轉(zhuǎn)矩，7次諧波降低最小轉(zhuǎn)矩。
衛(wèi)愛民 單敬愛 李莉.三相實用型正弦分布繞組的研究.中小型電機，1996，23(1)7～11。求雙層同心式不加等槽滿率限制匝比優(yōu)化方案。
對方法歸結(jié)為對An+A(q-n+1)/2＝COS[(q+0.5-0.5y+n-1)*60°/q]和A(q-n+1)+An/2＝COS[(q+0.5-0.5y+q-n)*60°/q]方程組求解得匝比。
對表1中q＝6解方程組，求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6(跨距最大即最外鏈為Z1，跨距最小即最內(nèi)鏈為Z6)為0.945/0.817/0.662/0.488/0.299/0.101。得綜合諧波強度/5次諧波幅值/7次諧波幅值為3.933/0.00020/0.00003。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.046/1.116/1.150，平均值為1.104，最大值對平均值的比為1.042，即因槽滿率不等繞組電阻增加4.2％。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.6/0.4/0.2/0.1(0.1+0.9為槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)1，稱0.1為最內(nèi)鏈匝比)。相應(yīng)數(shù)據(jù)為4.085/0.04913/0.00151。
對表1中q＝7解方程組，求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7為0.954/0.846/0.720/0.577/0.422/0.256/0.086。相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.006/0.00010/0.00022。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.040/1.102/1.142/1.154，平均值為1.1095，最大值對平均值的比為1.040，即因槽滿率不等繞組電阻增加4.0％。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.7/0.5/0.3/0.2/0.1相應(yīng)數(shù)據(jù)為1.018/0.04438/0。
對表1中q＝8解方程組，求得匝比Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7/Z8為0.960/0.869/0.761/0.642/0.510/0.372/0.225/0.076。相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.005/0.00005/0.00014。槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)比為1.036/1.094/1.133/1.152，平均值為1.1038，最大值對平均值的比為1.044，即因槽滿率不等繞組電阻增加4.4％。如果過渡到等槽滿率0.9/0.8/0.7/0.6/0.4/0.3/0.2/0.1相應(yīng)數(shù)據(jù)為0.752/0.03125/0.01243。
王懷林.談適用于對稱不等匝的繞組系數(shù)公式.中小型電機，1996，23(2)28～29有公式，有參數(shù)q+0.5-0.5Y，為權(quán)數(shù)可視技術(shù)提供了條件。

發(fā)明內(nèi)容
背景技術(shù)：
中不等槽滿率，繞組電阻增加4.0％以上。等槽滿率和不等槽滿率過渡到等槽滿率不能做到5/7次諧波幅值同時低于1％。同時最內(nèi)鏈匝比太小，對基匝是小匝數(shù)往往成為不可能。最內(nèi)鏈匝數(shù)太小并繞根數(shù)又不多時，插相間紙需防止插錯。這些都阻礙了背景技術(shù)實施。
盡可能高的最內(nèi)鏈匝比和5/7次諧波幅值同時低于1％的等槽滿率方案是理想方案。本發(fā)明，利用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)，找到了理想方案。
Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)布局A2為每極每相槽數(shù)，B2為跨距，C2＝A2+0.5-0.5*B2 C3＝C2+1，選中C3自動填充至C9，這就是槽權(quán)數(shù)。D2～D9輸入對應(yīng)匝數(shù)(含零匝，等匝也可全取1)。D10＝SUM(D2D9)。F1輸入1，G1至R1輸入5，7，11，13...35，37(37以內(nèi)6倍數(shù)加，減1)F2＝$D2*COS(F$1*3.1415926*$C2/3/$A$2)選中F2自動填充至F9。這就是槽權(quán)數(shù)效應(yīng)。F10＝SUM(F2F9)這就是槽權(quán)數(shù)效應(yīng)和。F11＝F10/$D$10。F12＝F11/$F$11/F$1*100。F13＝F12*F12。選中F2至F13向右自動填充至R13。S13＝SUM(G13R13)。F14＝SQR(S13)布局中的文字和符號A1輸為q，B1輸為Y，D1輸為匝數(shù)或匝數(shù)比，E1輸為諧波次數(shù)，E11輸為繞組系數(shù)(幅值)，E12輸為比值百分數(shù)，E13輸為比值百分數(shù)平方，E14輸為綜合諧波強度。
對q＝6用三步驟調(diào)5，7次諧波。
設(shè)1-6鏈匝比為a，b，c，1-c，1-b，1-a。解5，7，11次諧波為零三方程組，得a＝0.44，b＝1.61，c＝-0.7。無意義。解5，7，次諧波為零二方程組，可能有無數(shù)解。加上小匝不要太小的限制，運用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)找到了理想解，導(dǎo)致了本發(fā)明。下表等匝5次諧波負，7次諧波正。步驟一 減6(少減工藝性好)增1明顯降5次。步驟二 減5(少減工藝性好)增2等效降5，7次。步驟三 減4增3降5次又降7次，解5次諧波為零方程得3鏈對4鏈匝比。觀察11次諧波降，升，升。

對q＝7也照此辦理，表給出了產(chǎn)品/正弦/取等槽滿率/本發(fā)明相應(yīng)數(shù)據(jù)。

對q＝8外6鏈也照此辦玨，內(nèi)2鏈調(diào)試，也有相應(yīng)數(shù)據(jù)。

q＝6/7/8 Y和Y2系列產(chǎn)品試優(yōu)化表


注表中不符合基匝比的有的給出了多個方案。


本圖是電機制造中廣泛采用的雙層同心式繞組示意圖，以q＝6示意圖為例，本圖明示了繞組6鏈的跨距分別是17(1-18)、15(2-17)、13(3-16)、11(4-15)、9(5-14)、7(6-13)。平均跨距Y＝12。明示了上下層同相組對稱軸的位置，以及第一鏈對對稱軸A-A的距離槽數(shù)0.5(與公式q+0.5-0.5Y＝6.5-12/2＝0.5 一致)。明示了繞組第1鏈(最外鏈)和第6鏈(最內(nèi)鏈)，第2鏈和第5鏈，第3鏈和第4鏈位于同一槽。明示了第1鏈匝數(shù)加第6鏈匝數(shù)，第2鏈匝數(shù)加第5鏈匝數(shù)，第3鏈匝數(shù)加第4鏈匝數(shù)相等，即為等槽滿率。同一槽內(nèi)的匝數(shù)和稱為槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)。
具體實施例方式
對表中總匝數(shù)不變電機，做好線模按相關(guān)工藝直接實施。測得性能后，再進一步優(yōu)化節(jié)材。對表中總匝數(shù)增加電機反算線規(guī)，做好線模，按相關(guān)工藝直接實施。稱重記錄節(jié)材比例，測得性能總結(jié)。因5/7次諧波低，電機轉(zhuǎn)矩實驗值高于計算值較多，電機轉(zhuǎn)矩無憂。用于初次設(shè)計，算得的起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩值可適當?shù)陀跇藴手?，以讓其它性能更?yōu)。包括電機效率。
方案的方法Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)可用于產(chǎn)品5/7次諧波有選擇性的削弱。例如下表Y280M-2不等匝7次諧波為零使最小轉(zhuǎn)矩倍數(shù)高達2.13。
已批量制作表中Y180-250電機，繞組長度系數(shù)0.985，截面系數(shù)1，電阻系數(shù)0.985。測得Y200L1-2帶風扇噪聲聲功率級64分貝(1級標準90分貝，2級標準95分貝)。已制作表中多臺Y315S-4電機，繞組長度系數(shù)0.94，截面系數(shù)0.94，電阻系數(shù)1，重量系數(shù)0.8836，省銅11.64％。表中所有規(guī)格電阻系數(shù)不大于1，高基波、低諧波、電阻不增加電機性能會全優(yōu)。
已有實施效益支持我作為非設(shè)計者，對Y180-280兩極電機，Y225-280四極電機，Y250-280六極電機二次設(shè)計為雙層對稱不等匝疊繞組。僅有限的降低了5，7次諧波。業(yè)余推動實施。從91年至98年7月，投產(chǎn)10878臺，省銅31741公斤。同時降低槽滿率，省工時效益可觀。
已有雙層疊繞對稱不等匝(有限降低5/7次諧波)試驗結(jié)果技術(shù)支持

注4規(guī)格原溫升55.1/54.05/56.9/55.8。試制溫升60/59.8/未做/52.5。Y280M-2不等匝方案是S鐵心M線模，同時省鐵心35mm，因最大轉(zhuǎn)矩達4.39倍過大，未改進未投產(chǎn)。Y315S-2因轉(zhuǎn)車間生產(chǎn)而終止于上述實驗。
權(quán)利要求
對現(xiàn)行產(chǎn)品，兩背景技術(shù)和本發(fā)明5/7次諧波幅值百分數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下
表中直接等槽滿率是等槽滿率對等匝優(yōu)化背景技術(shù)之一。表中不等槽滿率過渡為等槽滿率是對等匝優(yōu)化背景技術(shù)之二。先求不等槽滿率匝比再就近取為等槽滿率。本發(fā)明應(yīng)用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)對q＝6經(jīng)三步驟調(diào)槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)構(gòu)成1.5/1/1/1/1/0.5；1.5/1.5/1/1/0.5/0.5；1.5/1.5/1.313/0.687/0.5/0.5求得匝比。運用到q＝7為1.5/1.5/1.5/1/0.5/0.5/0.5，運用到q＝8為1.5/1.5/1.5/1.2/0.8/0.5/0.5/0.5。諧波幅值如上表。本發(fā)明上述匝比對三個每極每相槽數(shù)，即q＝6/7/8都達到了5/7次諧波同時低于1％，綜合諧波強度明顯低于等匝方案，低于背景技術(shù)1。表中最內(nèi)鏈匝數(shù)除以槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)(最內(nèi)鏈匝數(shù)和最外內(nèi)鏈匝數(shù)的和)，即占槽比。該數(shù)是一個重要數(shù)值。因若原等匝槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)很小乘以一個又很小占槽比得到的是無法實施的匝數(shù)，再取整諧波差別又很大。另外占槽比小工藝性也差一些。本發(fā)明等槽滿率可使繞組不增加電阻，高基波低諧波，電機性能會全優(yōu)。實施后可三次設(shè)計節(jié)材?？赏娲鷮?yīng)的現(xiàn)行雙層疊繞組。對照二次設(shè)計表1每極每相槽數(shù)q＝6平均跨距為12的，5次和7次諧波幅值均低于0.01，最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.23到0.31的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。2每極每相槽數(shù)q＝7平均跨距為14的，5次和7次諧波幅值均低于0.01，最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.25到0.30的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。3每極每相槽數(shù)q＝8平均跨距為16的，5次諧波幅值低于0.01和7次諧波幅值低于0.02，最內(nèi)鏈占槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)為0.20到0.40的等槽滿率雙層同心式不等匝繞組。
全文摘要
三相電動機每極每相槽數(shù)q為6/7/8中的全優(yōu)繞組之發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域電動機制造。等槽滿率雙層同心式不等匝繞組背景技術(shù)5/7次諧波高。匝比遞減，最低匝比0.1對等匝的改進不能準確實施。發(fā)明用Excel權(quán)數(shù)可視技術(shù)對q＝6/7/8求得0.75/0.75/0.66/0.34/ 0.25/0.25；0.75/0.75/0.75/ 1/0.25/0.25/0.25；0.75/ 0.75/0.75/1.2/0.8/0.25/0.25/0.25的匝比，最低0.25改進能準確實施。同時等匝/背景/發(fā)明對應(yīng)5/7次諧波百分數(shù)5～13/3～5/0～0.6；4～14/0～7/0～0.8。本發(fā)明對Y、Y2系列相應(yīng)規(guī)格電機二次試設(shè)計，等槽滿率使繞組電阻最小，高基波低諧波實施性能會全優(yōu)?？扇卧O(shè)計節(jié)材。本q組所對應(yīng)的產(chǎn)品雜耗均高，發(fā)明改進效果技術(shù)經(jīng)濟效益尤為顯著，有望取代相應(yīng)的等匝疊繞組。
文檔編號H02K3/12GK1953296SQ20061012738
公開日2007年4月25日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者王懷林 申請人:王懷林