交流电机绕组换相法变极.doc

三 交流电机绕组换相法变极换相变极法是一种通过轮换改变相绕组中部分线圈电流相位来改变绕组极对数的变极方法。这种变极方法用于三相绕组时的基本做法是将每相绕组划分为3段，其中两段轮换至另外两相，剩下一段保留原相属不变，与反向法变极相比较而言，绕组接线较为复杂，但两种极数下均可以有较高的绕组系数，也能做到变极换接简单，适合于近极比变极绕组。1 换相法变极绕组接线方式换相变极绕组基本接线方式有Y/Y，D/3D以及3Y/3Y接法等，分别如图3.1，图3.2和图3.3所示。图3.1 换相法变极Y/Y连接(a) 三相绕组接线图 (b) p1对极Y连接(c) p2对极Y连接 (b) BCA131415101112789456123 (c) BAC131415101112789456123 (a) A2A3B2C2B3C3123131415101112456789C1B1A1p1p2 图3.2 换相法变极3D/D连接(a) 三相绕组接线图 (b) p1对极3D连接(c) p2对极D连接 (c) BCA789456123 (a) p1p2A1A2A3B1B3B2C2C1C3456123789BCA789456123 (b) (a) 4563A1A2A3B3B1B2C3C2C112p1 (b) (c) p2BCA456123BCA456123图3.3 换相法变极3Y/3Y并联连接(a) 三相绕组接线图 (b) p1对极3Y连接(c) p2对极3Y连接 图3.1所示接线方式为Y/Y接法，也即无论对于变前极p1还是变后极p2均为单Y串联接法，出线数共有15根，其中，图3.1a为每相绕组分段接线示意图，图3.1b和图3.1c为对应两种极数出线端联接法的示意图。 图3.1所示接线方式特点是无论何种极比及槽数均可适应，但缺点是出线数较多，若要减少出线根数，每相就必须有较多的并联支路。 图3.2所示接线方式为3D/D接法，也即对于变前极p1为3D接法，对于变后极p2均为D接法，可以看出这时对于变前极p1每相有3条并联支路，因此出线数可减少至9根。 图3.3所示接线方式为3Y/3Y接法，这种接法无论对于变前极p1还是变后极p2均为3Y串并联接法，即每相有3条并联支路，出线数进一步减少至6根。 换相变极法特点是每相绕组划分为3段，三相共划分为9段，这和反向变极法相比较而言，每相所划分段数较多。一般而言，绕组每相划分段数越多，出线数就越多。但是换相变极法绕组若采用3Y/3Y接法，出线数可以做到和反向变极法绕组一样为6根，变极换接则只需两个3相接触器即可完成，这一点甚至比反向变极法绕组更为简便，正因为如此，这种接法的应用目前日渐广泛。2 换相法变极绕组方案的排列由以上所述可知，三相绕组的换相法变极，每相绕组需要分成3段，三相共含9段，变极方案的编排任务是要在两种极数均满足对称性条件的前提下，根据基波绕组系数最大，且谐波含量最小的原则，将这些线圈在3相9段中合理分配。2.1 采用“对称轴线法”实现换相法变极的基本步骤一般来说，实现3相绕组换相法变极可以有多种方法，不过，仍然是采用基于槽号相位图分析的“对称轴线法”最为简洁直观。采用“对称轴线法”实现换相法变极同样有规范确定的步骤。在确定槽数Z和变前极的极数以及变后极的极数后，采用“对称轴线法”获得换相法变极绕组方案基本步骤如下：1) 作变前极槽号相位图，并将其按列等分为各占列的6个区域，其中任取互差120的3个区域，分别标记为A、B、C，所含槽号即为所要求变前极的3相槽号；2) 作变后极槽号相位图，并将上述在槽号相位图上按正规60相带划分的A、B、C 3相绕组槽号，在槽号相位图下按相位分相重新排列；3) 将上述按相位分相重新排列的A、B、C 3相绕组槽号，用垂直贯穿三相槽号分布区域的3根互差120的对称轴线，同时将每相划分为3段，3相共划分为9段，这时位于每两根轴线之间的槽号即为变极后的每相槽号。 从以上所述可以看出，换相法变极前两个步骤与反向法变极是完全一样的，所不同的只是第三步每相槽号分段方式，反向法是每相分为两段，换相法是每相分为三段。2.2 换相法变极绕组方案排列实例 从以上所述可知，换相法变极时每相槽号需要分为三段，但是对于具体绕组变极方案，其制定则与接线方式有密切关系，不同的极比或是不同的应用场合，采用的接线方式有所不同，随之得到的变极方案也是不同的，下面举例分述之。2.2.1 采用Y/Y接法的换相法变极绕组例2.1 作Z=36槽， p1/p2=4/3，采用Y/Y接法的换相法变极绕组方案。解：按前述实现换相法变极的基本步骤，首先作Z=36，p1 =4的槽号相位图，并由此获得标记为变前极p1的A、B、C 3相槽号如图所示；然后作变后极 槽号Z=36，p2=8-BC-AB-CA360a)1-62-73-84-95-16-27-38-49-510-1511-1612-1713-1814-1015-1116-1217-1318-1419-2420-2521-2622-2723-1924-2025-2126-2227-2328-3329-3430-3531-3632-2833-2934-3035-3136-32图2.6 a) Z=36， p2=4槽号相位图 b) 按p2相位重新排列的p1三相槽号分布和6段划分相位图，并将上述变前极的A、B、C 3相绕组槽号，在槽号相位图下按相位分相重新排列；最后将上述槽号相位图下按相位排列的A、B、C 3相绕组槽号，用3根互差120的对称轴线，同时将每相划分为3段，3相共划分为分别标记为A1、B1、C1； A2、B2、C2； A3、B3、C3的9段，如图所示，由此即获得了所要求的采用Y/Y接法的换相法变极绕组方案，这时位于每两根轴线之间的槽号即为变极后的每相槽号，可以看出每相由3段槽号组合而成，这3段槽号线圈以及3相绕组之间的连接如图3.1所示。Z=36，p1=3360-BC-AB-CA 123456789101112a) 131415161718192021222324252627282930313233343536-31-32-33-34-35-36-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30A1A2A3123-10-11-12192021-28-29-30b) B3B1B2252627-34-35-36789-16-17-18C2C3C1131415-22-23-24313233-4-5-6图2.8 a) Z=36， p2=6槽号相位图 b) 按p2相位重新排列的p1三相槽号分布和6段划分2.2.2 采用3D/D接法的换相法变极绕组从例2.1可以看出，采用Y/Y接法的