下面,我们借助槽电动势星形图对节距y=1五相分数槽绕组集中绕组槽极数的约束条件进行分析,参见图5-18。图5-18a和b分别表示槽极数比Z0/2p0=5/4和5/6槽电动势星形图,是五相电机最简单的槽极数组合例子。图中,相邻两个槽电动势相量之间夹角称为α′,有
α′=360°/Z0
绕在一个齿上线圈元件的第一元件边电动势相量为1号相量,在+Y轴上,跨过槽距角α为第2元件边电动势相量,即2号相量。这两个相量之间的夹角表示两槽之间的夹角,即槽距角α(电气角,度),有
它的补角β,就是2号相量和-Y轴之间夹角。绕组的短距系数kp与补角β相关,可由下式计算:
情况1,类似于图5-18a情况:
β=180°-α=180°-360°p0/Z0
得 Z0-2p0=βZ0/180°
情况2,类似于图5-18b情况:
β=α-180°=360°p0/Z0-180°
得 2p0-Z0=βZ0/180°
将两种情况归纳为一个表达式:
Z0=2p0±βZ0/180°
再设2β为相邻两个槽电动势相量之间夹角α′角的整数倍,即2β=Nα′,N=1,2,3…
表5-19 五相无刷直流电动机分数槽集中绕组z0/2p0组合计算表(条件:ZO=2pO±Ⅳ,ZO≥3Ⅳ)(www.daowen.com)
有2β=360°N/Z0,即N=βZ0/180°。
代入上式,得
Z0=2p0±N,N=1,2,3…
式中,当Z0为奇数时,N应取奇数;当Z0为偶数时,N应取偶数。
上式给出分数槽集中绕组的槽数和极数之间的关系,它与绕组的相数无关,可用于三相绕组也可用于五相绕组。
表5-20 五相无刷直流电动机分数槽集中绕组Z/2p组合选择表
符合上式关系的Z0和p0可以构成y=1的分数槽集中绕组。利用该公式,可以得到表5-19五相无刷直流电动机分数槽集中绕组Z0/2p0组合计算表。在计算表中,每个p0在不同N值下计算出Z0/p0的值。在完成此表时,还需要按照下面条件挑选出正确的组合:
1)Z应为5倍数;
2)β≤60°(要求短距系数kp≥0.866),由N=βZ0/180°,即应满足Z≥3N。表中,黑体字的Z0/p0组合是单元电机组合;非黑体字的可约分数的组合不是单元电机组合。
由表5-19,重新编排,可得到表5-20五相无刷直流电动机分数槽集中绕组Z/2p组合选择表。凡表中有分数的方格表示了短距系数kp≥0.866附加条件下可以选择的Z/2p组合,它们可以构成y=1的分数槽集中绕组。表中,黑体字的Z/2p组合是单元电机组合;非黑体字的组合不是单元电机组合,其方格内的分数表示它对应的单元电机的组合。
限于篇幅,表5-20中只给出2p在50以内,Z在70以内的情况,读者参照表5-19分析方法,可以将表5-20扩展到更大的Z和2p的情况。
只有表5-20中有分数的方格所表示的Z/p组合才可能构成y=1的分数槽集中绕组,所以,可供选择的Z/p组合是有限的。设计五相无刷电动机y=1的分数槽绕组电机时,可在表中从填有分数字的方格中选取Z/2p组合。
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