星型聯接六相高效異步電動機

張文兵

(重慶川儀速達機電有限公司,重慶 400712)

節能降耗是人類的永久課題,尤其是發展中國家,顯得極其重要。據有關數據報道,我國電能約有 2/3以上消耗在電動機上,因此,提高電動機效率是電動機行業的一件大事。目前的Y、Y2系列三相電動機定子繞組大多采用三線三相正弦繞組分布,感應籠型轉子,實現轉子異步轉動。該系列三相電動機的繞組,其產生的三相磁場互為 120°,因材料與制造工藝等因素,效率不高,一般在 75%左右,且力矩輸出波動大。業內科技工作者通過采用特殊材料,降低電動機的鐵損、銅損,通過變頻技術控制電動機運行特性,在一定程度上提高了電動機的效率。

筆者本著節約電能、降本增效的原則,通過理論分析,并根據大量測試數據,提出一種星型聯接六相高效異步電動機的構想。具體地說,它是一種交流異步電動機的電磁設計,磁場優化后,通過測試,其電動機效率較普通三線三相異步電動機高出 15%左右。

本設計的技術方案為:該電動機包括定子繞組、運行電容、定子鐵心、鼠籠轉子、端蓋、機殼和軸承,在電動機定子鐵心上安裝三相主繞組與三相輔助繞組。本設計的星型聯接六相高效異步電動機,六相繞組與外界運行電容移相 90°配合使用,形成互為 60°相位角。該電動機磁場均勻,力矩穩定,沖擊電流小,結構簡單,成本低,可靠性高,效率高,達 90%。

下面結合附圖和具體實施方式對本設計作進一步詳細的說明。圖1a為 Y、Y 2系列三相電動機定子繞組圖;圖1b為星型聯接六相高效異步電動機定子繞組圖;圖2a為Y、Y 2系列三相電動機定子電壓波形圖;圖2b為星型聯接六相高效異步電動機定子電壓波形圖。

具體實施方式:

如圖1b所示,本設計涉及一種星型聯接六相高效異步電動機包括主繞組 X、Y、Z,輔助繞組 X′、Y′、Z′和運行電容 C,在主繞組之間安裝一輔助繞組滯后于主繞組 30°機械角,并串聯電容移相 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,感應轉子穩定運轉(電容的選取目前采用示波器比較查看,暫無公式計算。)

如圖2b所示,該電動機的通電率有效值更高,效率明顯比 Y、Y 2系列三相電動機高,實驗結果表明改進后的電動機輸出力矩脈動明顯減小。

圖中:X、Y、Z為電動機定子主繞組;X′、Y′、Z′為電動機輔助繞組;C為電動機運行電容;O為電動機中性點。