仔细研究单元电机绕组排列发现,对于Z0为奇数的基本组合单元电机,它们是符合Z0=2p0±1的组合,这些组合的绕组排列有相同规律:它们沿着电机气隙圆周360°分为五个区,每相线圈集中到约72°的一个区内。这样,对每一相绕组来说,在气隙圆周上的分布是偏向一边的,不平衡的。
下面以25槽24极五相分数槽绕组电机为例说明,在图5-19a给出它的电动势星形图,由于它是y=1的集中绕组电机,图中每个相量是表示一个齿(线圈)的电动势相量,这样分析比较方便。如图所示,划分为10个相带,每个相带为36°,25个线圈平均分配,每相占有5个线圈。A相线圈是1,-2,3,-4,5;C相线圈是6,-7,8,-9,10;E相线圈是11,-12,13,-14,15…。注意到,沿着定子气隙表面,这五相绕组,每一相的线圈都是集中在一个整圆的五分之一,即约72°范围之内,依次是A-C-E-B-C排列。对于常用的四四导通工作方式,在电机运行任意时刻,只有4相绕组流过电流。这4相绕组形成了偏置的定子电枢反应磁场。偏置的定子电枢反应磁场在气隙中与永磁转子产生的磁场合成为不平衡的合成磁场,产生不平衡的径向磁应力,称为不平衡径向磁拉力(UMP)。电机运转时,随着电机的换相,这种不平衡径向磁拉力是旋转的,每经过一个电气换相周期(10个状态),不平衡径向磁拉力旋转一周,其频率为电动机转子旋转频率的p倍,引起电机高频振动和噪声。如果转子在机械上还存在偏心,振动和噪声将加剧。
类似的组合是符合Z0=2p0±1的Z0为奇数的基本组合。因此,尽量不要采用这种组合。
但应当注意到,上述情况只是当电机只有一个单元电机时才会发生。如果电机的槽数Z选择,是由t个单元电机组成,并t≠1,尽管单元电机采用Z0为奇数的基本组合,也不存在产生不平衡的径向磁应力问题。因为多个单元电机使每相绕组在气隙圆周的排列已经分散开了。
Z0为奇数的但不是基本组合的情况,也没有这个问题。例如,25槽22极五相分数槽绕组电机,虽然它是Z0为奇数的,但有Z0=2p0-3,不是基本组合。在图5-19b给出它的电动势星形图。如图所示,每相占有5个线圈,例如A相线圈是1,-2,10,-18,19。每一相的线圈都是没有集中在一块,是分散的,不存在产生不平衡的径向磁应力问题。(www.daowen.com)
分析表明,Z0为偶数的组合不存在产生不平衡的径向磁应力问题。
图5-19 五相电机电动势星形图
a)Z0/2p0=25/24 b)Z0/2p0=25/22
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