1.2 双速风扇电动机抽头调速绕组布接线图

双速风扇电动机是在单速电动机绕组的基础上借用定子铁芯作为电抗器铁芯,并在铁芯上增设一定匝数的调速绕组,且与原电动机主、副绕组交连接入,从而设计成不同接线型式的风扇用单相抽头调速电动机绕组。本节是双速绕组,它是在单速绕组中增加一组调速线圈(T),所以,绕组组数u=3,即双速绕组由主、副、调三组线圈组成。但调速绕组的接线有不同的型式,当双速线圈数等于极数时为显极布线,且通常都属均衡切换调速;若调速线圈少于极数则呈对称分布,此为对称切换调速,而且采用庶极接线,即相邻调速线圈极性相同,接线为“头与尾”顺接。而三绕组的分布和接线关系可构成不同的调速绕组型式。图1-8是本节双速绕组的接线型式。

图1-8

图1-8 单相抽头调速风扇用电动机双速绕组控制接线型式

此外,由于主、副、调三个绕组都有绕组系数,但计算中几乎不会用到副绕组和调速绕组的绕组系数。所以,绕组参数中标示的是主绕组系数。

1.2.1 8槽4极L-2型双速风扇绕组4/2-4/3-2/3布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=8  主相圈数 Sm=4   线圈节距 y=2

电机极数 2p=4   副相圈数 Sa=4   绕组系数 Kdpm=1

总线圈数 Q=10   调速圈数 St=2        Kdpm=1

绕组组数绕组组数是指主副绕组、调速绕组及其分组数(下同)。 u=3  绕组极距 τ=2   每槽电角 α=90°

(2)绕组布接线特点及应用举例

定子8槽4极绕制双层时为8只线圈。采用L-2型调速接线,所增加的调速绕组(图中红色线圈)与副绕组(图中绿色线圈)同相位,故副绕组槽内有3个有效边,构成4/2-4/3-2/3布线。

调速电机接线原理如图1-8(b)所示。V绕组进线在U线左侧,本方案是逆时针方向接线。主绕组和副绕组均为显极布线,分别由4只线圈组成,相邻线圈应“尾与尾”或“头与头”相接;调速绕组只有两只线圈,对称分布并安排与副绕组同相位槽中,它是庶极布线,使两线圈电流方向相同,即“尾与头”顺接串联,而且,线圈在高速挡时的电流方向应与同槽副绕组线圈相同。

本例部分槽层次多,槽满率稍高;谐波影响较大,性能稍差于12或16槽电机,主要应用于两挡调速电扇电容式电动机。

(3)绕组嵌线方法

先嵌主绕组,再嵌副绕组,最后嵌入调速绕组。嵌线时采用对称整嵌,嵌线顺序见表1-8。

表1-8 对称整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-9所示。

图1-9 8槽4极L-2型双速风扇绕组4/2-4/3-2/3布线

1.2.2 8槽4极L-2型双速风扇绕组4/2-2/2-2/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=8  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=1—3

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=2  绕组系数 Kdpm=1

总线圈数 Q=8  调速圈数 St=2       Kdpα=1

绕组组数 u=3  绕组极距 τ=2   每槽电角 α=90°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例绕组虽属双层链式布线,但8只线圈分3组构成双速电机。除4只线圈的主(相)绕组外,其余两组由原来副绕组分裂而成,即一组保留2只线圈仍为副(相)绕组(图中绿色线圈);另一组的2只线圈则改为调速绕组(图中红色线圈),从而构成调速型式为L-2型4/2-2/2-2/2布线。

电动机接线原理如图1-8(b)所示。这时电机是逆时针旋转(从定子绕组接线端视向。下同)故要求副绕组进线(V)在U线相邻槽的左侧;而且副绕组和调速绕组两线圈应各自按庶极连接为同极性,但两绕组必须为异极性。

此绕组槽数少,嵌线方便,但谐波磁势较大,性能稍差,目前趋向于用16槽或12槽定子所代替。本例常应用于台式、立式电风扇的电容电动机。

(3)绕组嵌线方法

本例绕组属双层链式,嵌线可有整嵌或交叠嵌法,但实用上多采用整嵌法,即将线圈对称整圈嵌入,既容易嵌线,又便于处理层间绝缘。嵌线顺序见表1-9。

表1-9 对称整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-10所示。

图1-10 8槽4极L-2型双速风扇绕组4/2-2/2-2/2布线

1.2.3 12槽4极L-2型双速风扇(异形槽)绕组(每圈)单双层布线*

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=12  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=2

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=2  总线圈数 Q=8

调速圈数 St=2  绕组组数 u=3  绕组极距 τ=3

绕组系数 Kdp=0.866  每槽电角 α=60°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例绕组的定子铁芯为方圆形,即把4个圆角位置的槽设计为大截面异形槽,故可安排2个有效边,如图1-11中的3、6、9、12号槽。本例主绕组由4个线圈按显极布线,使相邻线圈反极性连接;副绕组只有两只线圈呈庶极布线,安排在相对位置,采用同向串联形成4极;调速绕组2只线圈与副绕组同相,但相距90°电角,也是庶极布线。此绕组总线圈数较少,节距也小,嵌绕都比较方便。是近年推荐采用的绕组型式。主要用于小型通风机及转页扇电动机。本例双速电动机接线如图1-8(b)所示。

(3)绕组嵌线方法

本例宜用分层整嵌,即先把主绕组逐个嵌入相应槽内形成下层面绕组,然后再把副绕组和调速绕组分别嵌入,从而构成上层面。嵌线顺序见表1-10。

表1-10 整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-11所示。

图1-11 12槽4极L-2型双速风扇(异形槽)绕组(每圈)单双层布线

注:标题解释——本例标题中“每圈”是指绕组每只线圈都呈单双层布线,这与常规单双层有区别。

1.2.4 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-4/2-4/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=12  主相圈数 Sm=4

副相圈数 Sa=4  调速圈数 St=4

绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

线圈节距 y=3  绕组系数 Kdp=0.924

每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例是原始的L-2型双速绕组。主绕组由4只占整槽的单层线圈组成,接线同相相邻反极性;副绕组也是4只线圈,因与调速绕组同槽,故是双层布线,接线也是“头与头”或“尾与尾”相接;调速绕组与副绕组同相安排,故属“2”型调速,即4只线圈为双层布线,并嵌于副绕组槽的上层,绕组接线和极性与副绕组相同,即相邻线圈反极性。

此绕组属于总线圈数较多的双速,而且双层线圈也较多。在双速绕组中属嵌绕工艺较繁的型式;但它的谐波干扰较8槽定子少,是取代8槽铁芯的双速绕组。此外,调速切换时,4只线圈同时切换到主绕组回路,故有调速平稳的优点,属均衡调速型。但因线圈多,嵌绕工艺耗费工时,目前多由下例的简化型式所取代。

(3)绕组嵌线方法

本例绕组采用分层整嵌,先嵌主绕组,再嵌副绕组,最后嵌入调速绕组嵌线顺序见表1-11。

表1-11 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-12所示。

图1-12 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-4/2-4/2布线

1.2.5 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线*

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=1—4

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=4  绕组系数 Kdpm=0.924

总线圈数 Q=10  调速圈数 St=2  每槽电角 α=60°

绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例是L-2型布线,是上例的简化型式。调速绕组与副绕组同相安排,故有对称的两只副绕组线圈与调速线圈安排双层,其余两只则是单层线圈。调速绕组是庶极接线,使两只线圈顺接串联,但高速时的线圈极性与同槽副绕组极性相同;主绕组由4只整槽线圈组成,和副绕组均是显极布线。此绕组单层线圈较多,铁芯、槽的有效利用率较高,嵌线也较方便,谐波干扰也较8槽定子少,是取代8槽定子的电扇绕组型式。接线原理见图1-8(b)。主要应用实例有FS6落地扇电容电动机。

(3)绕组嵌线方法

本例采用分层整嵌,主、副绕组线圈端部分处双平面上;而调速线圈嵌于副绕组槽的上层,从而构成不规整的三平面绕组。嵌线顺序见表1-12。

表1-12 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-13所示。

图1-13 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线

注:标题解释——本例副绕组布线结构为2(2/2),表示它由2只整槽(单层)线圈和2只双层线圈构成4极。以下凡带分数标题布线项同此解释。

1.2.6 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-2-2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=1—4

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=2  绕组系数 Kdpm=0.924

总线圈数 Q=8  调速圈数 St=2  每槽电角 α=45°

绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例也是L-2型接线,并在上例基础上进一步简化,即把上例的双层布线副绕组简去而余下调速线圈,从而使全部线圈成为单层。其主要特点是总线圈数最少,且布接线最简。绕组由主、副、调3组线圈构成,主绕组占4只整槽线圈,是显极式布线,相邻线圈间的连接是“头与头”或“尾与尾”相接;副绕组只占2只整槽线圈,采用庶极布线安排在对称位置,线圈是顺接串联,即“尾与头”相接;调速绕组也是庶极布线,且与副绕组同相位,但不同槽安排,故构成L-2型双速绕组。接线原理如图1-8(b)所示。本例常用于双速电扇电容式电动机,应用实例为FT1-40型400mm台扇等。

(3)绕组嵌线方法

本例绕组采用分层嵌线,先嵌主绕组线圈,再嵌副绕组,最后嵌入调速绕组,使主绕组线圈端部处于下层,其余线圈则在上层。嵌线顺序见表1-13。

表1-13 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-14所示。

图1-14 16槽4极L-2型双速风扇绕组4-2-2布线

1.2.7 16槽4极T-1W型双速风扇绕组2(2/2)-4-2/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=3

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=4  总线圈数 Q=10

调速圈数 St=2  绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

绕组系数 Kdp=0.924  每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例与前几例绕组不同,前面采用的调速接线是L形,而本例调速绕组接在主、副绕组“L”连接点之外,从而使三个绕组在接线上呈现“T”形,故称“T”形接线;而且从绕组布线图可见,调速绕组与主绕组同相位安排,故绕组又属“1”类安排,如调速接线图1-8(c)所示。此外,由图可见,无论调速处于任何挡位,调速绕组均在主、副绕组连接点之外,故又属主相外(W)抽头调速。所以,本绕组总称T-1W型调速。

主绕组有两只单层线圈和两只双层线圈;调速则用两只双层线圈,呈庶极布接线;副绕组是4只单层线圈,并与主绕组接线相同,即相邻极性必须相反。

此绕组相当于在L-1型外加部分线圈来降压以达到调速,但所需匝数较多,不但耗费铜线,还因调速线圈匝数占用主绕组槽截面积而导致电动机输出减小。但此型绕组在风扇电动机中有实例。

(3)绕组嵌线方法

本例绕组采用分层整嵌法逐组整嵌,嵌线是先嵌主绕组,然后再把同相安排的调速绕组嵌入相应槽的上层,最后才把副绕组嵌入。嵌线顺序见表1-14。

表1-14 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-15所示。

图1-15 16槽4极T-1W型双速风扇绕组2(2/2)-4-2/2布线

1.2.8 16槽4极T-2W型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=10  绕组组数 u=3

主相圈数 Sm=4  副相圈数 Sa=4

调速圈数 St=2  绕组极距 τ=4

线圈节距 y=3  绕组系数 Kdp=0.924

每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本绕组也是T形接法,但调速绕组与副绕组同相位,故属“2”型;而其布接线如图1-8(d)所示,可见调速绕组在主绕组和副绕组连接点之外,故又是副相外(W)抽头调速,故称T-2W型调速绕组。此绕组由4只单层线圈组成主绕组;副绕组则由两只单层线圈和两只双层线圈构成;调速绕组则用两只与副绕组同槽且对称分布而呈庶极形式。此绕组具有线圈数较少,嵌线方便等特点。由于外抽头的调速绕组类似于外附电抗器,其减速效果取决于附加的匝数,即调速绕组匝数越多,则转速下降幅度也越大。

(3)绕组嵌线方法

本绕组宜用分层整嵌,先嵌主绕组,嵌完后再嵌副绕组,使主、副绕组端部呈两平面状态。最后垫好端部绝缘再把调速绕组嵌入副绕组相应槽的上层,从而形成不规整的三平面结构。嵌线顺序见表1-15。

表1-15 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-16所示。

图1-16 16槽4极T-2W型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线

1.2.9 16槽4极T-2W型双速风扇绕组4-2-2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  绕圈组数 u=3  调速圈数 St=2

电机极数 2p=4  主相圈数 Sm=4  绕组极距 τ=2

总线圈数 Q=8  副相圈数 Sa=2  线圈节距 y=3

绕组系数 Kdp=0.924  每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本绕组再对上例绕组作进一步简化,把双层线圈的副绕组简去,使之副绕组匝数全部集中于2只线圈;而调速绕组独占整槽,从而使绕组全部线圈都用单层布线,其中主绕组4圈,为显极布线,副绕组和调速绕组同相安排,均用两只线圈构成庶极。绕组采用T型2类,因主、副绕组公共点在电机内部连接而把调速绕组排除在公共点之外,故属“W”型,即副相外抽头调速,其接线可参考图1-8(d)。

本例为单层且用线圈数少,嵌绕极为方便,但调速绕组匝数较多。

(3)绕组嵌线方法

本绕组宜用分层整嵌法,先将主绕组4只线圈嵌入相应槽内,其端部便构成下平面,垫好端部绝缘后,再分别将副绕组线圈和调速绕组线圈嵌入各自槽内,从而构成上平面的端部。但由于副绕组与调速绕组属不同的两个绕组,故其端部也要用绝缘隔开。嵌线顺序见表1-16。

表1-16 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-17所示。

图1-17 16槽4极T-2W型双速风扇绕组4-2-2布线

1.2.10 16槽4极T-1N型双速风扇绕组2(2/2)-4-2/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=3

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=4  总线圈数 Q=10

调速圈数 St=2  绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

绕组系数 Kdp=0.924  每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

绕组是T-1N型布接线,即调速绕组与主绕组同相位“1”,“N”则代表“内”,即当挡位“1”时,调速绕组T处于主、副绕组之“内”,如图1-8(e)所示,故称主相内抽头调速。主、副绕组均由4只线圈安排显极;而调速绕组两只线圈与主绕组同槽且安排在相对对称空间,故属庶极接线。本例是通过改变抽头,把主绕组部分线圈(即调速绕组)代作共同支路,增加压降进行调速的,此种调速效果并不理想,故本绕组仅作为此型式调速的示例。

(3)绕组嵌线方法

本例绕组采用分层法嵌线,因属“1”型,调速绕组与主绕组同相,分层嵌线时先嵌主绕组,衬垫好绝缘后嵌入调速绕组,最后再嵌副绕组,完成后绕组端部形成三平面。嵌线顺序见表1-17。

表1-17 分层法

(4)绕组端面布接线

如图1-18所示。

图1-18 16槽4极T-1N型双速风扇绕组2(2/2)-4-2/2布线

1.2.11 16槽4极T-2N型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=3

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=4  总线圈数 Q=10

调速圈数 St=2  绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

绕组系数 Kdp=0.924  每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

本例为T型2类布线,即调速绕组与副绕组同相位,属副相内抽头调速。主绕组和副绕组均有4只线圈,显极布线,调速绕组仅两只线圈对称安排为庶极,即两线圈是顺接串联,并与副绕组串联,如图1-8(f)所示。当“1”挡时通过抽头1与主绕组交接而成为副绕组的一部分;“2”挡时则抽头2与主绕组交接,这时构成明显的“T”形接法。

(3)绕组嵌线方法

本绕组采用分层整嵌,即主绕组先嵌入相应槽内,垫好端部绝缘后再把副绕组线圈嵌入相应槽的下层,构成中层绕组;垫绝缘后把调速线圈嵌入相应槽上层,构成上层绕组。嵌线顺序见表1-18。

表1-18 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-19所示。

图1-19 16槽4极T-2N型双速风扇绕组4-2(2/2)-2/2布线

1.2.12 16槽4极T-2N型双速风扇绕组4-2-2布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=16  主相圈数 Sm=4  线圈节距 y=3

电机极数 2p=4  副相圈数 Sa=2  总线圈数 Q=8

调速圈数 St=2  绕组组数 u=3  绕组极距 τ=4

绕组系数 Kdp=0.924  每槽电角 α=45°

(2)绕组布接线特点及应用举例

绕组由8只线圈构成,其中主绕组4只线圈为显极布线;副绕组和调速绕组各有两只线圈,并呈庶极布接线,即各自顺接串联而成,最后将其串联,并抽出调速“1”、“2”挡线,如图1-8(f)所示。此绕组的调、副同相,故属“2”类,而主绕组尾端U2不与副绕组直接交接则有别于L形接法,而且在“1”挡时调速绕组在交接点之内,故称副相内(N)抽头调速。

此绕组全是单层,线圈数少,嵌线方便,而且把副绕组一部分作共同支路降压的同时,也增大主回路的阻抗,故其调速效果尚可。

(3)绕组嵌线方法

本例采用分层整嵌,先嵌主绕组,再嵌副绕组,最后嵌入调速绕组,因副、调线圈无交叠而处于同一平面,故绕组端部呈双平面结构。嵌线顺序见表1-19。

表1-19 分层整嵌法

(4)绕组端面布接线

如图1-20所示。

图1-20 16槽4极T-2N型双速风扇绕组4-2-2布线