專利名稱:高效能的單相異步發(fā)電機(jī)接線方法
本發(fā)明涉及電機(jī)的接線方式，特別是單相異步發(fā)電機(jī)的接線方式。
目前，國(guó)內(nèi)外單相電容自勵(lì)異步發(fā)電機(jī)，一般都是由單相異步電動(dòng)機(jī)或三相異步電動(dòng)機(jī)改接而成，通常帶阻性負(fù)載。它的接線方式直接關(guān)系到電機(jī)的容量大小和有效材料利用率的高低，所以，這是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。在現(xiàn)有的技術(shù)中，美國(guó)麻省理工學(xué)院的D.J.Bernays提供了一種把帶輔繞的單相異步電動(dòng)機(jī)改接成單相發(fā)電機(jī)的接線方式(參閱IEEE PESC 1982年年會(huì)會(huì)議記錄第185頁(yè))，其具體的做法是將輔助繞組棄置不用，主繞組兼作勵(lì)磁和電樞繞組。所以，流經(jīng)主繞組的總電流
A是負(fù)載電流
R和勵(lì)磁電流
C的相量和。這種接線方式的缺點(diǎn)是，只使用了部分定子繞組，材料利用率低;
C和
R的相位差大約90°左右，由它們所疊加主繞組電流
A總是比負(fù)載電流
R大，即是說(shuō)，最大的負(fù)載電流
RN小于輸出繞組的額定電流
AN，所以，采用這種接線方式的電機(jī)出力小、負(fù)載能力不能令人滿意。
針對(duì)上述技術(shù)所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種勵(lì)磁功率大、出力大、材料利用率高的單相異步發(fā)電機(jī)的接線方式。
本發(fā)明的任務(wù)通過(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定子繞組由兩個(gè)軸線互相垂直的繞組OA、OB所構(gòu)成，兩個(gè)繞組的額定電流可以相等，也可以不相等，當(dāng)額定電流不相等時(shí)，以額定電流小的繞組作OA繞組，繞組OA在相位上超前繞組OB90電度。這兩個(gè)繞組反接串聯(lián)后，在AB端并接電容C自勵(lì)，繞組OA接負(fù)載。電容C的選擇以勵(lì)磁電流
C不超過(guò)繞組的額定電流為原則。因?yàn)閯?lì)磁電流經(jīng)全部定子導(dǎo)體，使電機(jī)的全部導(dǎo)體對(duì)勵(lì)磁作貢獻(xiàn)，提高了勵(lì)磁功率和材料的利用率;又由于繞組OA和繞組OB反接串聯(lián)，使勵(lì)磁回路的電勢(shì)相位超前負(fù)載回路的電勢(shì)相位，致使容性勵(lì)磁電流
C與負(fù)載電流
R的相位差大于90°，這兩個(gè)電流在繞組OA中的相量和
A在數(shù)值上就有可能小于負(fù)載電流
R?？蛰d時(shí)，繞組OA的電流就是
C，接上負(fù)載后，隨著
R的上升，
A的逐漸下降至某一個(gè)最低值。如果負(fù)載繼續(xù)加大，
A則開(kāi)始上升，直到額定值
AN，此時(shí)有
R＝
RN＞
AN即負(fù)載電流的極大值
RN超過(guò)了繞組的額定電流
AN(見(jiàn)圖一)。顯而易見(jiàn)，電機(jī)的負(fù)載能力也大大地提高了。
為了維持電機(jī)輸出電壓恒定，可通過(guò)并接在電容C兩端的控制器改變其電容值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面結(jié)合附圖2、3、4分別對(duì)本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖2，將帶有輔助繞組的單相異步電動(dòng)機(jī)改接成發(fā)電機(jī)的接線圖。
圖3，將三相異步電動(dòng)機(jī)改接成發(fā)電機(jī)的接線圖。
圖4，電機(jī)重新嵌線的接線圖。
圖2中繞組OB為電動(dòng)機(jī)的主繞組，繞組OA為電動(dòng)機(jī)的輔助繞組，它們反接串聯(lián)后并接電容器C1，為了充分利用OB繞組，增大其勵(lì)磁無(wú)功功率，在OB繞組兩端另并接電容器C2。C1、C2皆為勵(lì)磁電容，C1為固定電容，它的選擇原則是當(dāng)電機(jī)空載時(shí)，使通過(guò)OA繞組的電流
A等于該繞組的額定電流
AN;C2選擇的原則是在C1確定的條件下，使通過(guò)繞組OB的電流
C在負(fù)載范圍內(nèi)不超過(guò)其額定值。
圖3中C為自勵(lì)電容，它的選擇原則是無(wú)論空載，還是負(fù)載，使流經(jīng)繞組的電流不超過(guò)繞組的電流額定值。
圖4中電機(jī)定子的兩個(gè)繞組OA和OB的軸線互相垂直、有效匝數(shù)及額定電流皆相等，繞組OA和繞組OB反接串聯(lián)后，并接電容器C自勵(lì)電容器C選擇的原則是使
C不超過(guò)繞組電流的額定值。
在上述的實(shí)例中，可分別在圖2中的C2兩端，圖3、圖4中的C兩端并接控制器，如1晶閘管;控制器，通過(guò)控制器改變它們的電容值以維持電機(jī)輸出電壓的恒定。
下表為按D、J、Bernays.Jr所提供接線方式制造的電機(jī)和采用本發(fā)明第三個(gè)實(shí)例所提供的接線方式(圖4)制造的電機(jī)的性能比較(表見(jiàn)下頁(yè))
本發(fā)明提出的接線方式的優(yōu)點(diǎn)在于，(1)由于利用了自勵(lì)電流和負(fù)載電流在相位上搭配，使得電機(jī)的全部導(dǎo)體既對(duì)輸出負(fù)載作貢獻(xiàn)，也對(duì)電機(jī)的無(wú)功伏安作貢獻(xiàn)，從而大大提高了電機(jī)的出力，節(jié)省了原材料，提高了電機(jī)的輸出功率、降低了成本。(2)不論對(duì)現(xiàn)有電機(jī)的改裝還是重新嵌線，工藝簡(jiǎn)單易行。
由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明將使得單相異步發(fā)電機(jī)更具有實(shí)用性，對(duì)于推廣單相異步發(fā)電機(jī)的應(yīng)用具有很大的價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種單相異步發(fā)電機(jī)的接線方式，電機(jī)定子繞組由兩個(gè)軸線相互垂直的繞組(OA、OB)所構(gòu)成，其中一個(gè)繞組(OA)在相位上超前另一個(gè)繞組(OB)90電度，繞組(OA)既接負(fù)載，又接在勵(lì)磁回路上，其特征在于，繞組(OA)和繞組(OB)反接串聯(lián)后，并接電容器C。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電機(jī)接線方式，其特征在于，所述的繞組(OA)是單相異步電動(dòng)機(jī)的輔助繞組，繞組(OB)是單相異步電動(dòng)機(jī)的主繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的發(fā)電機(jī)的接線方式，其特征在于，所述的繞組(OB)兩端并接電容器C2。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電機(jī)接線方式，其特征在于，所述的繞組(OA)可以是三相異步電動(dòng)機(jī)的任意一相繞組，繞組(OB)是其余兩相繞組反接串聯(lián)而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電機(jī)接線方式，其特征在于，所述的繞組(OA)和繞組(OB)有效匝數(shù)相等，額定電流相同。
專利摘要
單相異步發(fā)電機(jī)是一種發(fā)電裝置。它的接線方式直接關(guān)系到電機(jī)的容量和有效材料的利用率，是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。本發(fā)明提出的接線方式利用自勵(lì)電流和負(fù)載電流在相位上的搭配，使得電機(jī)的全部導(dǎo)體既對(duì)輸出負(fù)載作貢獻(xiàn)，也對(duì)電機(jī)的無(wú)功伏安作貢獻(xiàn)，從而大大提高了電機(jī)的出力和節(jié)省了原材料。
文檔編號(hào)H02K17/42GK86104473SQ86104473
公開(kāi)日1987年2月11日 申請(qǐng)日期1986年6月29日
發(fā)明者吳漢光, 林孝義 申請(qǐng)人:福州大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan