Ms说电机:分数槽绕组有哪些特点?如何解析分数槽?

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Ms说电机:分数槽绕组有哪些特点?如何解析分数槽?

“8极电机9个槽,可能吗?”小S询问Ms.参。“不止可能,某些场合用得还挺多。”Ms.参如此解释,并详细解说了少槽多极数的诸多利好。

分数槽绕组

所谓分数槽是指定子每极每相槽数q为分数不可约的真分数。
分数槽绕组时,每极每相槽数q可以写成

q=Z/2pm=b+c/d……(1)

式(1)中m为相数,Z为槽数,p为极对数,b为整数,c/d为不可约的真分数。

在三相电机中,当q= Z/2pm为分数时,则每个极距内和每个相带内的槽数就不是整数。一般情况下,分数槽电机的Z和p有一个最大的公约数,即

Z/p=Z0/p0……………(2)

式(2)中,Z=Zot,p=pot,t为最大的公约数,因此q可写成式(3)

q= Z0/2mp0……………(3)

分数槽绕组特点及虚拟单元电机

公式(3)意味着:在分数槽绕组的电机中,每2p0个磁极下每相占有Z0/m个槽。电机的齿槽分布、感应电动势向量图和磁动势向量图,以2 p0个磁极为一个周期,重复t次。在同一个2 p0个磁极范围内,后一磁极下齿槽的空间几何位置不是前一磁极下齿槽的空间几何位置的重复,每一磁极对的电磁关系和电磁参数也不是一样的;若把各对磁极依次重叠起来,即把p0个相平面重叠起来,则不同磁极对下面的齿槽就不会一一对应重合,各个磁极对下面的绕组导体中的感应电动势向量,或由该绕组导体内的电流所产生的磁动势向量也不是同相位的。因此,在2 p0个磁极范围内,每相总的感应电动势不是每对磁极下每相感应电动势的标量代数相加,而是向量几何相加。与短矩绕组实现了层与层之间的分布、分布绕组实现了槽与槽之间的分布相比较,分数槽绕组实现了磁极对与磁极对之间的分布。

为分析起见,可以把由p0个相平面重叠在一起后得到的感应电动势向量星形图或磁动势向量星形图,看作为一个虚拟相平面上的感应电动势向量星形图或磁动势向量星形图;把由p0个磁极对所对应的部分看作具有一对虚拟磁极的电机,并称之为分数槽电机的虚拟单元电机。虚拟单元电机的槽数为Z0,磁极对数为1。

因此,一台分数槽电机由t个虚拟单元电机所组成,其每相总的感应电动势就是虚拟单元电机的每相感应电动势与t的乘积。虚拟单元电机,及其对应的感应电动势向量星形图和磁动势向量星形图是分析计算分数槽电机的基础。

分数槽绕组对称条件

在电机中,为了获得对称的电动势和磁动势,首先要求其具有对称的电枢绕组。

对三相电机而言,要求U、V和W三相电枢绕组的电动势和磁动势在数值上相等,相互间相位相差120º电角度。

在分数槽电机中,不是任何槽数Z和任何磁极对数p相配合就能获得对称的电枢绕组的。为了获得对称的电枢绕组,参数Z、p和m必须满足:Z/m=整数,Z0/m=整数,Z= Z0t,p= p0t,t为Z与p的最大公约数。这种关系式被称做分数槽绕组的对称条件。

在槽数Z和磁极对数p满足上述对称条件的前提下,设计电机时应尽可能地减小t值,直至t=1,以便减小虚拟单元电机的数目,达到减小电动机电磁力矩脉动的目的。

本文转自:分数槽绕组有哪些特点?如何解析分数槽?

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