无感绕组谐波起动电动机的研究文档68页极速下载

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„本情况„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组具体设计„„„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组接线图„„„„„„„ 第章转子绕组的确定及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 转子绕组设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„ 八极电动机转子无感绕组的设计„„„„„„„„„„„„„ 采用串联联结法的转子绕组„„„„„„„„„„„„„„ 复合线圈的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无感绕组的形成„„„„„„„„„„„„„„„„„ 槽极电动机转子无感绕组连接图„„„„„„„„„„ 第章谐波起动电动机控制线路设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路常用器件介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路设计„„„ ， 湖南工程学院毕业设计无感绕组谐波起动电动机的研究 第页 前言 针对传统三相笼型电机起动电流大，起动转 控制线路设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路常用器件介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„构成„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无感绕组的形成„„„„„„„„„„„„„„„基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„ 八极电动机转子无感绕组的设计„„„„„„„„„„„„„ 采用串联联结法的转子绕组„„„„„„„„„„„„„„ 复合线圈的具体设计„„„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组接线图„„„„„„示例„„„„„„„„„„„ 设计槽极电动机绕组所需基本数据„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组联结的基本情况„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组部分内容简介大小双星联结法起动全过程的各种特征曲线„„„ 部分内容简介大小双星联结法起动全过程的各种特征曲线„„„ 大小双星联结法所须遵守的总体设计„„„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组设计示例„„„„„„„„„„„ 设计槽极电动机绕组所需基本数据„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组联结的基本情况„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组具体设计„„„„„„„„„„„ 槽极电动机定子绕组接线图„„„„„„„ 第章转子绕组的确定及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 转子绕组设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„ 八极电动机转子无感绕组的设计„„„„„„„„„„„„„ 采用串联联结法的转子绕组„„„„„„„„„„„„„„ 复合线圈的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无感绕组的形成„„„„„„„„„„„„„„„„„ 槽极电动机转子无感绕组连接图„„„„„„„„„„ 第章谐波起动电动机控制线路设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路常用器件介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制线路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„湖南工程学院毕业设计无感绕组谐波起动电动机的研究 第页 无感绕组谐波起动电动机的研究 摘要论文将现代电机理论及设计方法有机结合起来，研究出种新型绕组电机。

新型 绕组电机定子设计成多路联结的等效相带定子绕组，转子绕组为采用串联的复合线 圈组，转子绕组由起动和运行两套绕组组成，从而使转子达到无集电环无电刷无触 点和无起动电阻。

具有起动性能高结构简单运行可靠维护方便的特点。

对其谐波进 行了分析，并推导了谐波绕组参数计算公式。

关键词串联绕组谐波起动交流电机运行特性 ， ， ， 湖南工程学院毕业设计无感绕组谐波起动电动机的研究 第页 前言 针对传统三相笼型电机起动电流大，起动转矩小及绕线型电机集电环和电刷易出故 障，不适应在水泥煤炭等带式输送机等场合应用而存在的问题，本课题将现代电机理论 及设计方法有机结合起来，研究出新型绕组的电机又称谐波起动电动机设计方案。

新 型绕组电机定子利用等安匝原理设计多路联结的等效相带定子绕组，转子绕组为 采用串联复合线圈组构成的对称多相绕组，从而使转子达到无集电环无电刷无触 点和无起动电阻。

起动时，通过设计和控制定子绕组产生所需的基波主谐波和副谐波， 使基波和谐波电流有目的存在难以调和的矛盾，因此势必顾此失彼，不可兼得。

 国内外对传统感应电动机的改进 国内外电工界普遍认为，绕线型电动机优于笼型电动机，而前者存在的种种问题，都 是由于转子上存在集电环和电刷所引起。

因此长期以来，国内外电工界曾提出过各式各样 的取消集电环和电刷的办法，但都顾此失彼，未能全面解决问题。

我国在世纪年代曾提出和试制过种无集电环和电刷的绕线型感应电动机。

但 由于这种电动机需要在转子上安装开关，转子电路上存在触点，因此结构复杂，可靠性问 题并未彻底解决。

其次是，虽然起动电流减小了，但起动转矩也相应降低，难以满足生产 需要。

这两个缺点，使得这种电动机后来没有推广和应用。

在国外，企图改进笼型电动机来取代绕线型电动机，现有两个已在工业上应用的例子。

是前苏联首先制造的复合转子笼型电动机，这种电动机在笼型转子硅钢片的外面再增加 层铜铁合金来提高其起动特性。

二是英国制造的管型转子笼型电动机，这种电动机转子 上的每根铜条都伸出槽外段长度，各自穿过根钢管后再用端环短路。

上述两种笼型电动机的起动电流较小，而起动转矩较大，但其运行效率较低。

因此这 两种电动机都是用牺牲运行性能来提高起动特性，虽然其起动特性有所提高，但运行性能 却比绕线型电动机差得多。

显然，这样的电动机从起动和运行性能看，未能取代有集电环 和电刷的绕线型电动机。

从上述可见，如何做到既取消传统绕线型感应电动机的集电环和电刷，又能保持传统 绕线型感应电动机同时兼有高起动特性和高运行效率的优越性，是长期以来世界上电机工 作者所企图解决而又未能解决的个难题。

正因为如此，尽管传统绕线型感应电动机从诞湖南工程学院毕业设计无感绕组谐波起动电动机的研究 第页 生到现在已有百年的历史，至今仍在国内外广泛应用。

谐波起动感应电动机的诞生 早在年前，华中科技大学许实章教授就发现定子种极数的磁场感应于转子绕组 中的电流，通过集电环和电刷，但由另种极数的磁场感应的电流，却自动经另闭合回 路，而不通过集电环和电刷于是，如果后种极数是电动机的工作基波磁场，而把前 种极数作为用以起动的谐波磁场，则可把起动电阻直接焊在转子绕组上，而把集电环和电 刷取消，由此发明了转子电路上无集电环无电刷无触点的谐波起动绕线型感应电动机。

由两路并联线圈构成的转子绕组 设转子绕组由若干个两路并联线圈组构成，每个并联线圈组的情况如图所示。

两 个线圈组的匝数和分布情况完全样，但在空间上互差机械角。

因此在图的电路 图中，两线圈组的漏阻抗，在数值大小上两线圈组由定子任旋转磁场感应的 电动势，但和的相位关系则随定子磁场的极数而变。

图中为固定地焊 接于并联组外面的起动电阻。

根据网络理论中的戴维南定理推导，上图可以图来等效用则若干个两路并联线 圈组构成的转子绕组，适用于基波极对数为奇数而起动谐波极对数为偶数的谐波起动电 动机。

由三路并联线圈构成的转子绕组 如果转子绕组由若干个三路并联的线圈构成，则得到图所示的情况。

这时三路线 图转子绕组中个的两路并联线圈组 两线圈组的空间分布情况两路并联线圈组构成的电路图 用等效电路代替并联线圈组后的电路图湖南工程学院毕业设计无感绕组谐波起动电动机的研究 第页 圈组的匝数和分布情况必须完全样，并且在空间上互差机械角。

其中 和。

该转子绕组适用于基波极对数为非倍数，而起动谐波极对数为倍数的谐波起动电 动机中。

 谐波起动的工作原理 经论证可知，只要针对定子产生的基波磁场极对数和所选的起动谐波磁场极对数来设 计转子绕组，便能做到由起动谐波磁场感应于转子中的电流，与由基波磁场感应于转子 中的电流，自动分流，各走各的电路。

起动谐波磁场产生的电流所经电路具有较大电阻， 而基波磁场产生的电流所经电路的电阻则很小。

因此，只凭改变定子磁场的极对数，便能 控制转子电流所经电路是高电阻还是低电阻，从而实现了转子电路上无集电环无电刷 无触点。

至于定子绕组，则设计成具有可通过开关换接的两种不同联结方式，即起动方式 和运行方式。

当定子绕组按运行方式联结而接入电网时，定子产生个很强的基 波磁场，其他谐波磁场含量少幅值小。

当定子绕组按起动方式联结而接入电网时， 定子产生个很强的磁场波，其极数与基波的不同，这就是前面说的起动谐波。

这样，在 起动时，定子绕组按起动方式联结投入电网，依靠定子产生的