理论教育 分析分数槽集中绕组单元电机槽数Z0为偶数的情况

分析分数槽集中绕组单元电机槽数Z0为偶数的情况

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:引入虚拟电机概念后,可将多极分数槽单元电机电动势相量星形图看成是一对极的虚拟电机的相量图。单元电机槽数Z0为偶数时,还可以连接为单层绕组,此时,它只有一半的齿上有线圈,相当于槽数为Z0′=Z0/2,它的磁动势相量图只有Z0′个磁动势相量。

分析分数槽集中绕组单元电机槽数Z0为偶数的情况

为方便对分数槽集中绕组的分析,在第5章引入了单元电机和虚拟电机概念:如果分数槽绕组的定子槽数Z和转子极对数p有最大公约数t,即Z=Z0tp=p0t,我们称由Z0p0组成的电机为单元电机,原电机由t个单元电机组成。例如,对于Z/p=36/15电机,最大公约数t=3,Z0/p0=12/5为它的单元电机。引入虚拟电机概念后,可将多极分数槽单元电机电动势相量星形图看成是一对极的虚拟电机的相量图。虚拟电机定子槽数为Z0,但极对数为1,全部电动势相量在一个相平面上。

按照这个思路,我们将讨论的对象Z/p=36/15先转为对它的单元电机Z0/p0=12/5的分析,最大公约数t=3,再转为极对数为1的Z0=12虚拟电机,这样就可以方便地利用上节一对极电机的分析方法和结论来确定霍尔传感器的位置。

图7-4是单元电机Z0/p0=12/5磁动势相量星形图,将它看成是一对极的虚拟电机的相量图。图中的号是齿号,即线圈号。双层绕组排列表示为A,a,b,B,C,c,a,A,B,b,c,C。线圈绕向按如下约定:大写字母表示反时针绕,磁动势为正向;小写字母表示顺时针绕,磁动势为负向。绕组排列见表7-4。这样,A相绕组是由1,-2,-7,8四个线圈组成,这四个磁动势相量的合成磁动势相量是FA。同样,B相和C相绕组各自4个磁动势相量的合成磁动势相量是FB和FC。参照表7-3,由磁动势FA、FB和FC轴线,得到6个霍尔传感器位置。注意到,在这个例子,6个霍尔传感器位置都对正铁心槽中线,见表7-5。表中,例如6-7表示HA霍尔电路位置对正铁心6和7齿之间的槽中线。如表所示,6个霍尔传感器分为两组,第2组3个霍尔传感器输出和第1组3个霍尔传感器输出相位是相反的。在图7-4右边是绕组展开图,这里只画出A相绕组。图中的序号是齿号。在6个霍尔传感器位置中也可按方便集中出线选择其中3个,例如选择HA′、HB、HC′。

应当指出,理论上在每对极下都有6个霍尔传感器位置,即5对极下有30个霍尔传感器位置可供选择,而表7-5给出的5对极下的6个霍尔传感器位置只是其中的特异点,即它们处在槽中线,以方便工程上实施。

表7-4 12/5单元电机双层绕组排列表

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注:线圈绕向约定,大写字母表示反时针绕,小写字母表示顺时针绕。(www.daowen.com)

表7-5 12/5单元电机霍尔电路位置和三相磁动势轴线对应关系

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图7-4 单元电机Z0/p0=12/5磁动势相量星形图和绕组展开图

一般而言,当单元电机槽数Z0为偶数时,对于双层绕组连接方式,虚拟电机中60°相带内有Z0/6个齿,即有Z0/6个线圈磁动势相量。第5章指出,单元电机槽数Z0为偶数时,Z0必为6的倍数,所以Z0/6必为整数。详细分析表明,如果Z0/6为偶数,每相合成磁动势相量必然对正铁心槽中线,所以,6个霍尔传感器位置对正铁心槽中线;如果Z0/6为奇数,每相合成相磁动势相量必然对正铁心齿中线,6个霍尔传感器位置都对正铁心齿中线。6个霍尔传感器分为两组,第2组3个霍尔传感器输出和第1组3个霍尔传感器输出相位是相反的。

单元电机槽数Z0为偶数时,还可以连接为单层绕组,此时,它只有一半的齿上有线圈,相当于槽数为Z0′=Z0/2,它的磁动势相量图只有Z0′个磁动势相量。这样,采用单层绕组连接方式的槽数Z0为偶数单元电机可以看成是槽数为Z0′的单元电机来分析:当Z0′为偶数时,可参照上述结果分析;而当Z0′为奇数时,可参照下节进行分析。

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