[发明专利]角接三相交流电机和三相电抗器两用绕组

说明书

本发明公开了一种三角形连接三相交流电机和三相电抗器两用绕组，它包括三相定子绕组线圈，附属开关电路和两组三相外接端子，其特征在于：位于定子槽内的每相绕组都包括匝数相等、槽位和绕法相同的两部分线圈，通过附属开关进行连接。附属开关经简单操作，线圈之间及线圈与端子之间的连接发生改变，使绕组在一种开关状态下，等同于三角形连接三相交流电机绕组，而在另一种开关状态下，等效于三相电抗器绕组，从而达成设备两用的效果。在某些类型的插电式汽车和可并网的分布式发电装置中，交流电机与电抗器都需具备但又不同时使用，这样，设备的两用，既避免了资源浪费又降低了设备重量与空间占用，同时提高了设备使用率。

技术领域

本发明涉及一种两用线圈绕组电路，使具备该绕组的三角形连接三相交流电机经简单可逆开关切换后实现三相电抗器的功能。

背景技术

如图1所示，传统三相交流电机的定子绕组可采用三角形连接，简称角接，即三相线圈绕组依次首尾相连，形成三角形。三角形的三个端点与外接端子 U, V, W 连接以外接三相对称电源。当外接电源提供三相对称正弦交流电压时，定子线圈产生旋转磁场，与转子磁场作用后产生的电磁转矩使电机转子旋转。转子无凸极效应时，定子各相线圈电感值L1=L2=L3=L。

三相电抗器可由三个相同的线圈绕组和配套的铁心构成。一个各相线圈电感值为L1=L2=L3=L 的三相电抗器电路接法可由图 2 表示。

在某些应用场合，既需要使用三相交流电机，也需要使用三相电抗器，例如某些类型的插电式汽车，含纯电动汽车或插电式混合动力汽车，及某些类型的可并网分布式发电装置等。对于这些应用，即使电机和电抗器这两种需求不同时发生，用户也需要安装配备这两种设备供需要时使用。这不但形成了资源浪费而且还增加了设备重量和空间占用。

中国专利（公开号：CN2040131500U）公开了一种星形连接的三相交流电机和三相电抗器两用绕组，它包括三相定子绕组线圈，附属开关电路和两组三相外接端子，其特征在于：位于定子槽内的每相绕组都包括匝数相等、槽位和绕法相同的两部分线圈，通过附属开关进行连接。附属开关经简单操作，线圈之间及线圈与端子之间的连接发生改变，使绕组在一种开关状态下，等同于三相交流电机绕组，而在另一种开关状态下，等效于三相电抗器绕组，从而达成设备两用的效果。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种适用于三角形连接三相交流电机的电路设计方案，从而将三相电机绕组与电抗器之间进行变换的两用绕组应用于三角形连接。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案 ：

如图3所示，该角接三相交流电机和三相电抗器两用绕组的设计包括三相定子绕组线圈及附属开关电路和两组三相外接端子，其中定子绕组每相包含串联的匝数相等、槽位和绕法相同的两部分线圈，即L11与L12（对应图1中UV相的L1线圈），L21与L22（对应图1中VW相的L2线圈），和L31与L32（对应图1中WU相的L3线圈），附属开关电路包括五个联动单刀双掷开关S1,S2,S3,S4, 和S5。转子无凸极效应时，各线圈电感值L11=L12=L21=L22=L31=L32=L/2。

三相定子绕组各相所含的两部分线圈，均安装于交流电机的定子铁心槽内，并且其槽位安排和绕法设计均符合三相交流电机的设计原理和技术要求。

五个单刀双掷开关之一S1位于L32尾端与L11首端相连的三角形端点处，其刀轴连L32尾端，其逆时针开关位同时连L11首端和外接端子U，其顺时针开关位连外接端子V ’。

S2位于L12尾端与L21首端相连的三角形端点处，其刀轴连L12尾端，其逆时针开关位同时连 L21 首端和外接端子 V，其顺时针开关位连外接端子 U’。

S3位于L22尾端与L31首端相连的三角形端点处，其刀轴连L22尾端，其逆时针开关位同时连 L31 首端和外接端子 W，其顺时针开关位连外接端子 W’。