反向调制使双速电动机更高效的绕组技术

倍极比双速电动机的两种磁极对数是呈倍数关系，例如：2/4极、4/8极等。此类双速电动机的定子绕组用反向法进行调制最方便。具体调制步骤方法如下：

1）选基准极。通常选少数极为基准极，采用显极接法。这样少数极的绕组每相在一个极下所占的槽数应为，按电角度计，每相在一个极下则占电角度，俗称60°相带。当将这种绕组改为庶极接法后，即可获得倍数极（多数极），多数极为120°相带。

2）分别画出基准极和多数极的槽矢量星形图，并在图上标出槽号。

3）按照反向法的原则来标出各槽的相号。即先标基准极的相号，后面标注多数极各槽相号时必须和基准极的相号一样。

4）选定三个相矢量方向，据此确定各槽相号的正负。取定相矢量方向时，必须要使三个相矢量对称，再就是由此决定的每相各槽的正负号尽可能按组连号，以便绕制线圈并易于嵌放。各槽相号的正负号可根据它与所选定的本相矢量交角的大小来决定，交角小于90°的为正；交角大于90°的为负。

5）检查各极下三相是否对称，如不对称应重新考虑排列方案。

6）列出两种极下全部绕组的排列表。

7）计算绕组系数，以分析排列后的绕组性能优劣。

在槽矢量星形图上求分布系数K_d，方法是，将一相所属全部槽矢量加起来得出其矢量和，然后将矢量和除以本相槽矢量的算术和（单个矢量值×矢量数），即得出分布系数K_d。即

短距系数：或

式中，γ为一个线圈的节距较之整距所短（或所长）的电角度。

节距的确定：为照顾多数极的出力，倍极比双速电动机绕组节距常取接近或等于多极数的整距。

这样，K_W=K_d·K_y

【例4-13】 用反向法排列Q=36槽、4/8极单绕组双速电动机的绕组排列方案。

解：1）选4极作为基准极，绘出4极槽矢量星形图并标出相号，如图4-29所示。

其中每槽电角度：

2）画出8极时的槽矢量星形图在各矢量上标出槽号。每槽电角度：

对照4极时各槽矢量的相号在8极槽矢量图上标出相号。如图4-30所示。

图4-29 4极36槽槽矢量星形图

图4-30 8极36槽槽矢量星形图

3）选定8极槽矢量星形图上的三个矢量方向。通过观察分析图4-30，显然U相矢量应选在槽2、11、20、29方向；V相矢量选在槽8、17、26、35方向；W相矢量选择在槽5、14、23、32方向。由于各相所属全部槽矢量与相矢量之间的交角都小于90°，故全部槽的相号都为正。(www.xing528.com)

4）检查4、8极下的三相矢量都满足对称要求。而且，两种磁极数下的三相矢量相序相反（4极时U、V、W为顺时针方向排列；8极时U、V、W则为逆时针方向排列）表明这种排列为“反转向方案”。若使用场合要求两种极数的转向相同，只要在8极控制线路中将三根电源线中的任意两根同时对调即可。

5）列出两种极数下全部绕组的排列表，见表4-18。表中的*号表示该槽导线（或线圈）在变极时电流反向。从表4-18中可清楚看出，无论三相中的哪一相，变极时都有一半线圈电流反向。这和前面变极原理所述结论一致。

表4-18 36槽4/8极双速电动机绕组排列表

6）绕组的嵌绕和接线对多速电动机大多按双层叠绕组嵌放。对本例，按多数极8极选取线圈节距：（长距）

从表4-15中可看到，每三个槽号为同相且方向一致，取三个线圈连绕为一个极相组，全台共12个极相组。其匝数节距（y=1—6）完全相同。根据电动机的使用场合可选2/（恒功率）或2/△（恒转矩）接线方法，均能满足表4-2中的要求。本例取2/和2/△两种接线，其绕组展开图（简便画法）如图4-31所示。其圆形简化接线图如图4-32所示。

图4-31 4/8极36槽绕组展开图（简便画法）

7）计算绕组系数。本例中，4极和8极一相（U相）所有槽矢量如图4-33所示。为简单计，规定每根槽矢量数值为1，它们共有三个方向，每个方向槽矢量值为4，一相共有12个槽矢量。

这样，4极时的分布系数：

8极时的分布系数：

因y=5，4极时，较其极距（τ=9）短4槽，相当20°×4=80°。8极时，较其极距（τ=4.5）长0.5槽，相当于40°×0.5=20°，所以

绕组系数：

4极时，K_W4=K_d4·K_y4=0.96×0.766=0.735

8极时，K_W8=K_d8·K_y8=0.844×0.985=0.831

图4-32 4/8极36槽绕组圆形简化接线图

a）简化接线图 b）2/联结法 c）2/△联结法

图4-33 U相所有槽矢量图

两种磁极数下绕组系数如果越接近，电动机在两种转速下运行时出力越接近。所以选择节距及分布情况时，一定要兼顾到这些。