波繞法在多極旋轉(zhuǎn)變壓器集中繞組中的應(yīng)用
陳雁章 (福建工業(yè)學(xué)校)
1雙層疊繞組
多極旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密的角度傳感器，其角度分辨率與電機(jī)極對(duì)數(shù)有關(guān)。為了獲得更高的角度分辨率，而增大其極對(duì)數(shù)，所以目前有些多極旋轉(zhuǎn)變壓器的極對(duì)數(shù)多達(dá)128。但是由于受電機(jī)定轉(zhuǎn)子尺寸的限制，沖片的齒槽數(shù)不可能無(wú)限制地增加。對(duì)于極對(duì)數(shù)較大的多極旋變，齒槽配合只能按一方為分?jǐn)?shù)槽(q<1)，另一方按最小整數(shù)槽(q=1)的原則選取。在q一1時(shí)，繞組型式為集中繞組。例如多極旋變發(fā)送機(jī)，原方采用單相集中繞組，置于轉(zhuǎn)子方，每個(gè)轉(zhuǎn)子齒就是一個(gè)磁極。某一瞬間轉(zhuǎn)子槽內(nèi)導(dǎo)體電流方向和磁極分布如圖1所示。
多極集中繞組的布線型式通常采用雙層疊繞組。繞組的線圈個(gè)數(shù)等于電機(jī)極數(shù)。同相相鄰線圈頭接頭、尾接尾，如圖2所示。實(shí)際下線過程是將預(yù)先繞制好的2P個(gè)小線圈嵌入槽后，再按頭對(duì)頭、尾對(duì)尾的規(guī)律進(jìn)行極間連線焊接。或者為了省去極間的連焊工序，將一相內(nèi)所有2P個(gè)小線圈聯(lián)繞成一串，嵌線時(shí)按一正一反的規(guī)律將小線圈逐個(gè)嵌放相應(yīng)的槽中。眾多的小線圈只要有一個(gè)繞向不正確，將是前功盡棄，而繞線工序更為費(fèi)事，且不說(shuō)繞制一串有2P個(gè)小線圈串聯(lián)的線圈花費(fèi)的工時(shí)，單就為了保證每個(gè)小線圈之間的匝數(shù)誤差(通常要求不超過一匝)，對(duì)繞線機(jī)計(jì)數(shù)裝置和操作人員都提出了相當(dāng)苛刻的要求。因此，采用雙層疊繞組，不僅繞線嵌線費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且質(zhì)量也難以保證。
2波繞法
按照槽內(nèi)導(dǎo)體電流方向分布規(guī)律，多極集中繞組的布置還可以采用一種便于繞線嵌線的方法，這就是波繞法。 采用波繞法時(shí)，不管電機(jī)極對(duì)數(shù)是多少，繞組的線圈只是一個(gè)大線圈。大線圈的匝數(shù)為槽導(dǎo)體的一半，即與疊繞式小線圈匝數(shù)相同。大線圈的周長(zhǎng)等于疊繞式所用小線圈周長(zhǎng)的總和。 嵌線時(shí)，線圈在每個(gè)齒間來(lái)回穿梭，像波浪一樣向前延伸。嵌到最后一槽線圈折回，波浪一樣后退，繞組布線型式如圖3所示。
大線圈的匝數(shù)也可以等于槽導(dǎo)體數(shù)，而將周長(zhǎng)減為原來(lái)的一半。嵌線時(shí)線圈在每個(gè)齒間來(lái)回穿梭，波浪式向前延伸，下到最后一槽不再折回，布線型式如圖4所示。
可以看出，采用波繞時(shí)，繞組的導(dǎo)線總長(zhǎng)度、槽導(dǎo)體數(shù)、繞組的端部長(zhǎng)度均與疊繞式一樣。因此，不會(huì)引起電機(jī)電氣參數(shù)的變化。與雙層疊繞組相比，波繞式繞組****的優(yōu)點(diǎn)是從根本上消除了每個(gè)繞圈之間的匝誤差，因?yàn)槊總�(gè)極線圈都是整個(gè)大線圈的一部分。這樣可減少多極旋變的電氣誤差。其次是降低了繞線模板的要求，因?yàn)橹挥幸粋�(gè)線圈，繞線模板制造快捷簡(jiǎn)單，在試制或批量不大的情況下甚至無(wú)需制造專用的繞線模板，而且繞線工序占用的工時(shí)比通常減少數(shù)十倍，以至上百倍。 第三，波繞式繞組直觀，嵌線時(shí)不易發(fā)生差錯(cuò)。因?yàn)闃O間連線為繞組端部接線所代替，繞組外觀呈矩形波形狀，操作人員用不著時(shí)刻留心線圈的正反極性。因而嵌線效率高，嵌線質(zhì)量可靠。
波繞法繞組的缺點(diǎn)是繞組的第一匝線圈與最后一匝線圈并存于同一槽內(nèi)。電機(jī)通電工作時(shí)，同一槽內(nèi)匝間****電位差就是電機(jī)的激磁電壓，這對(duì)電機(jī)的匝間絕緣是不利的。但多極旋變的激磁電壓通常較低，一般都36V以下，比起漆包線漆層的擊穿電壓(通常可達(dá)500V左右)低得多。只要繞嵌過程注意不損傷漆包線漆層，嵌好后經(jīng)完善的浸漆絕緣處理，繞組匝間絕緣是完全有保證的。
3應(yīng)用
波繞法我們最初應(yīng)用于1：8雙通道多極旋變精機(jī)激磁繞組。按此法繞嵌的產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)要求。小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品精機(jī)電氣誤差均在45"以內(nèi)。 |
