理论教育 槽极数组合的成对出现

槽极数组合的成对出现

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:从表5-5我们还发现,有相同定子槽数Z0的电机,虽然它们的极对数p0不同,但它们的虚拟电机是相同的,槽极数组合是成对出现的。由图直观显示出:成对出现的槽极数组合,每一对组合q有相同的分子,它们有相同的绕组系数,若以q=1/3为中线,它们分别处于中线左右两侧,即一个q<1/3,另一个q>1/3。图5-4 成对的槽极数组合集中绕组的q和基波绕组系数关系图表5-6 Z=21集中绕组无刷直流电动机3对Z/p组合的比较

槽极数组合的成对出现

我们将几种三相集中绕组分数槽无刷直流电动机(双层绕组)列于表5-5。从表可见,定子槽数Z0为偶数的,它们的虚拟电机是一个整数槽电机。而定子槽数Z0为奇数的,它们的虚拟电机仍然是一个分数槽电机。从表5-5我们还发现,有相同定子槽数Z0的电机,虽然它们的极对数p0不同(可有两种选择),但它们的虚拟电机是相同的,槽极数组合是成对出现的。也就是说,它们有相同的槽电动势相量星形图,所以也就有相同的绕组连接图,也就有相同的绕组系数。参见图5-1和图5-2。例如,在图5-1的a和b显示出,定子槽数Z0=12,极对数p0分别为5和7,它们的槽电动势相量星形图是相同,它们的虚拟电机是相同的。但要注意,相序是相反的。同样,在图5-2的a和b显示出,定子槽数Z0=9,极对数p0分别为4和5,它们的槽电动势相量星形图是相同,它们的虚拟电机是相同的,但相序相反。

表5-5 几种三相分数槽集中绕组的虚拟电机和绕组系数

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这样,我们在实际设计集中绕组分数槽的无刷直流电动机时,同一个定子冲片可以设计两种极对数电机。例如,12槽定子冲片,既可以用在14极电机上,适应较低运行转速客户需求,也可以用在10极电机上,适应较高运行转速客户需求(当然,它还可以参考表5-3,定子槽数12还有另外2种极数的选择:p=4或8。这时,它们的绕组系数只有0.866)。

将表5-5转换成图5-4,图中纵坐标是基波绕组系数,横坐标是q,图中1/4<q<1/2。由图直观显示出:成对出现的槽极数组合,每一对组合q有相同的分子,它们有相同的绕组系数,若以q=1/3为中线,它们分别处于中线左右两侧,即一个q<1/3,另一个q>1/3。可以发现:q越接近1/3的组合,即槽数与极数越接近,绕组系数越大。当Z≈2p,绕组系数最大,接近1.0。但q=1/3就是槽数等于极数,这是不能达到的。在q=1/2或1/4时,绕组系数是最小值0.866。

我们再回来看表5-3,对于同一个Z列,不同p组合的比较。以Z=21列为例,它共有6个组合:按p从小到大顺序排列:7、8、10、11、13、14。仿照表5-5计算,得到表5-6。从表中可见,它们呈现完全对称的排列,可分为3对组合:中间的两个组合Z/p=21/10和21/11,即基本组合,其N=1,有最小的β,所以有最大的短距系数,也有最大的分布系数和绕组系数(双层绕组);而最小和最大p的两个组合,有最小的绕组系数;余下的两个组合,21/8和21/13的绕组系数低于基本组合。而且,每一组成对的组合都有相同的β、短距系数、虚拟电机、分布系数等数据。

表5-3中其他的Z列,都有偶数个可选择的Z/p组合,也呈现同样的排列规律,处于中间位置的基本组合与同一Z列的其他组合相比有最大的绕组系数,是值得推荐使用的组合。(www.daowen.com)

几种基本单元电机的基波和五次谐波绕组系数分析见6.4节。

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图5-4 成对的槽极数组合集中绕组的q和基波绕组系数关系图

表5-6 Z=21集中绕组无刷直流电动机3对Z/p组合的比较

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