原理是将副绕组的一部分串入主绕组 ,使得主绕组的
匝数增加 ,减小了磁通密度 ,同时增加了主副绕组的
不对称度 ,利用负序磁场的制动作用来调速 。图 5a
表示四极变抽头绕组连接方案 。C

′

1

C

1

对应抽出一对

线圈 ,即将线圈 1 与线圈 13 由 a 绕组拿出 ,反串入 m
绕组 。C

′

2

C

2

对应抽两对线圈 ,即将 a 绕组的 1/ 13 、

2/ 14 拿出 ,反串入 m 绕组 。C

′

3

C

3

表示抽三对线圈 ,

即将 a 绕组线圈 1/ 13 、- 8/ - 20 、

2/ 14 反串入 m 绕

组 。这种绕组基波极数为四极 ,负载运行时 ,转速控
制在四极与六极之间 ,可以组成四速电机 。同样的方
法 ,在六极时也可以将 a 绕组的几个线圈反串入 m
绕组 ,组成变抽头多速电机 。图 5b 给出了六极变抽
头绕组连接图 ,通过 C

3

,C

2

,D

2

,D

1

换接 ,可以改变反

串线圈数目 ,达到基于六极调速的目的 。为了兼顾四
极和六极的性能 ,四极时采用短距线圈 ,对六极来说
则为长距线圈 。

(a)

四极变抽头绕组连接

(b)

六极变抽头绕组连接

图

5

4

试验结果及结论

按照以上原理和方法 ,我们对一台 KFD - 5B 型

异步电机的定子绕组进行了改制 ,获得了一台 4/ 6 变
极加抽头的多速电机 ,并对其各种转速等级的效率
进 行了测试 (见表2) 。

从表中可以看出 ,采用4/ 6变

表

2

　

4/ 6

变极多速电机测试结果

运行方式

主要性能

功率

( W)

转速

(r/ min)

效率

( %)

电容

(

μ

F)

四 　　极

120

1402

61. 30

4 . 57

四极

C

′

3

C

3

抽头

71. 2

1153

42. 60

4 . 57

六 　　极

40

888

34. 50

2 . 67

六极

C

3

抽头

26. 7

771

28. 00

2 . 67

极后 ,四极的运行性能比改制前好 ,六极性能不如改
制前 ,但基本得到了兼顾 。这种变极多速电机适合于
风扇电机 、

空调电机等 。通过实践我们体会到 ,单相

4/ 6 变极试凑绕组可以实现实用的两速电机 ,再加上
抽头调速 ,可以实现多速运行 ;通过合理的设计 ,还可
以较好地兼顾各种转速等级时电机的性能 。

参考文献 :

[ 1 ]

　

Fei Renyan W. Design and test analysis of single - phase induction

motors wit h 4 - 8 pole common winding[J ] . IEEE Transactions on

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[2 ]

　

Jozsef , Varga ,Djura. Analysis of t he characteristics of single phase

shaded pole induction motor wit h two short - circuited auxiliary

phases[J ] . IEEE Transactions on Energy Conversion ,1997 ,12 (4) :

269 - 274.

[ 3 ]

　陈世坤

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电机设计

[ M ] .

北京

:

机械工业出版社

,1990.

[ 4 ]

　李隆年

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朱东起

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胡元德

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单相电机原理及其设计

[ M ] .

北京

:

清

华大学出版社

,1984.

[ 5 ]

　许实章

.

交流电机绕组理论

[ M ] .

北京

:

机械工业出版社

,1985.

(上接第 15 页)

虚线为各次谐波转矩 ,除了 3 次和 5 次外其它谐波转
矩均很小 ,故图中只画出了基波 、

3 次和 5 次谐波转

矩 。图 3a 为不考虑转子斜槽时的机械特性 ;图 3b 为
按电 机 实 际 的 斜 槽 情 况 , 即 转 子 斜 过 0. 35 定 子
槽 情况下的机械特性 ;图3c为转子斜过1个定子槽
情况下的机械特性 。从图中可以看出 ,集中绕组的单
相电机 3 次和 5 次谐波转矩比较大 ,对电机的性能影
响较为严重 ,尤其使起动转矩和最大转矩有明显下
降 。当转子采用斜槽时 ,可以显著削弱谐波转矩 ,尤
其是当转子斜过一个定子槽时 ,可以基本消除谐波转
矩的影响 。

对样机进行性能计算 ,计算结果与试验结果的对

比如下表所示 :

从下表可以看出 ,由于集中绕组单相电机的谐波

作用比较大 ,在计算时如果不考虑谐波转矩的作用 ,

将会给电机的性能带来较大误差 。而当考虑到谐波
的作用后 ,计算值与试验值基本吻合 ,从而验证了本
文算法的正确性 。

电机性能计算与试验值对比

试验值 计算值 不考虑谐波计算值

效率

0. 472

0 . 465

0. 49

功率因数

0 . 99

0 . 97

0. 99

电流

(A)

0. 144

0 . 145

0 . 144

最大转矩

(Nm)

0. 129

0 . 13

0 . 136

起动转矩

(Nm)

0. 041

0 . 044

0 . 068

起动电流

(A)

0. 198

0 . 22

0. 21

7

结 　论

集中绕组单相电机的磁势谐波分量较大 ,产生的

谐波转矩已经不能忽略 。这时不能采用一般的单相

电机的计算方法 ,必须对谐波转矩进行分析计算 。

(下转第 28 页)

8

1

微特电机 　

2001

年第

1

期