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中型變頻電機的繞組型式
時間：2011-8-18 15:57:00 來源：西安西瑪電機廠 作者： 點擊：
一、中型低壓變頻電動機電源的特點
一般變頻電動機多采用晶體管逆變器供電，晶體管逆變器采用高頻率脈沖，脈沖升降時間很短，從而在電機繞組中產生高電壓諧波，電壓脈沖峰值比標準額定電壓高得多，因而線圈匝間和相間以及同相線圈間的電壓應力可能非常高。有文獻報導：380V電動機相間脈沖電壓達1000V～1100V，相首線圈的脈沖電壓達700V～900V，線圈間脈沖電壓達650V～900V；500V電壓的變頻電動機的電壓應力，相間脈沖電壓達1200V～1400V，相首線圈的脈沖電壓達900V～1000V，線圈間脈沖電壓達8000V～1000V。電壓脈沖峰值與電動機額定電壓呈正相關關系，電壓脈沖在繞組線圈中傳播逐漸衰減。“Δ”接線繞組相首相尾的匝間以及相鄰相間的線圈端部，是脈沖高壓的最危險受害部位。因此，提高中型低壓電動機繞組耐電壓脈沖應力的問題不容忽視。
二、中型低壓變頻電機繞組型式的評價
成型繞組一般是用扁線繞繞制，經漲型、整型、壓型、包絕緣等工序，一根扁線的截面積比散下繞組一根Φ1.5～Φ1.6圓線的截面積大得多，因而導體的并繞根數也少得多，導線絕緣占槽面積少；扁線的4個圓角所空的面積比并繞多根圓線四角所空的面積少得多，槽的有效填充系數高。成型繞組扁線排列比散下繞組的圓線整齊，杜絕首匝碰末匝或隔匝相鄰的現象，匝間絕緣容易保證，相首相尾線圈加強匝間絕緣也容易做到。槽內上下層線圈和繞組端部的線圈之間和相間都有一定的間隙，絕緣容易保證。因此，成型繞組是提高變頻電動機耐電壓脈沖應力最好的繞組型式之一。
但是，成型繞組的端部較長，用銅量多，電阻電抗大，銅耗大。與成型繞組配套的開口槽對氣隙磁場的均勻分布影響較大，使齒諧波幅值增大，附加鐵耗高，電動機效率較低。開口槽的卡氏系數大，加大了有效氣隙長度，導致功率因數不高，鐵芯長，用鐵量大。總之，電動機性能相對較差，制造成本較高。
半成型繞組是指一個槽內每層一般并排放置兩個半線圈，每半個線圈用扁線繞制，經漲型、整形、壓型、定型（包扎固定或加包一層絕緣）等工序，主絕緣象散下線一樣放置在槽內。扁線并繞的根數也比圓線少得多，槽的有效填充系數也挺高，導線排列也很整齊，也沒有首匝末匝相碰或隔匝相鄰的現象，匝間絕緣得以保證，相首相末加強匝間絕緣也容易實現，上下層線圈和繞組端部以及相間也有一定間隙，完全可以提高變頻電動機耐電壓脈沖的能力。
半成型繞組端部較散下繞組長，但比成型繞組短，槽口寬度在壯半閉口與開口槽之間，鐵芯長也在兩者之間，用銅量、用鐵量、銅耗、鐵耗、電動機效率、功率因數和電動機制造成本也都在兩面三刀者之間。
三、結論
從以上對比分析得知，雖然成型繞組對提高耐電壓脈沖應力最好甚至功能過剩，但其銅鐵用量大、成本高。而散下繞組雖然制造成本低、電機性能較好，但存在耐電壓脈沖功能不足的致命弱點，使電機可靠性差、壽命短。綜合電動機性能、溫升、生產難易程度、成本、特別是耐電壓脈沖的能力和可靠程度等方面，半成型繞組的功能綜合對比不失為中型低壓變頻電動機的最佳選擇。
實際生產中，有些電動機生產商在額定電壓690V、額定頻率50HZ、功率范圍為110～1400KW的H355-560變頻調速電機中，就采用半成型繞組，生產了許多規格，并取得了良好效果
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