專利名稱：一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及稀土永磁電動機技術領域，特別涉及一種稀土永磁電動機的電壓補償
裝置。
背景技術：
稀土永磁電動機在其感應電勢等于電源電壓時，功率因數很高。但是，當電源電壓 與感應電勢相偏離時，由于電源電壓與感應電勢不匹配，其功率因數就會明顯下降。
例如負載是額定功率的20%，電源電壓等于額定電壓時，稀土永磁電動機的功率 因數可以達到0.97以上。但是當電源電壓偏離額定電壓±5%時，稀土永磁電動機的功率 因數將下降到O. 5-0.7。 在油田上，供電線路的長度一般可以達到10公里左右，有的甚至達到20到30公 里。供電線路越長，在供電線路上產生的壓降越大。大量實測表明，供電線路的首端電源電 壓往往達到400V-420V，而供電線路末端的電源電壓將降為350V-360V。由此可見，供電線 路較長時其首端電壓與末端電壓相差較多。這樣，工作在供電線路末端的稀土永磁電動機 的電源電壓將低于其額定電壓。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，可以使稀 土永磁電動機的感應電勢與電源電壓相匹配。
本發明提供一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，包括雙繞組變壓器； 所述雙繞組變壓器包括原邊繞組和副邊繞組；所述原邊繞組連接電源；所述副邊
繞組帶有至少一個抽頭； 稀土永磁電動機的感應電勢小于所述電源電壓時，所述副邊繞組的同名端連接電 源，所述副邊繞組的異名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述稀土 永磁電動機的定子繞組的末端連接電動機中性點。
優選地，所述原邊繞組連接電源，具體為 原邊繞組的首端連接電源，原邊繞組的尾端帶有兩個抽頭，從尾端到首端依次為 第一抽頭和第二抽頭； 所述尾端、第一抽頭或第二抽頭連接變壓器的中性點。
優選地， 所述副邊繞組的異名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，具體
為所述副邊繞組的異名端連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述抽頭懸空；
或， 所述副邊繞組的一個抽頭連接稀土永磁電動機的電子繞組的首端，所述副邊繞組 的異名端懸空。
本發明還提供一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，包括雙繞組變壓器；
3
所述雙繞組變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組連接電源；所述副邊繞組帶有至少一個抽頭； 稀土永磁電動機的感應電勢大于所述電源電壓時，所述副邊繞組的異名端連接電源，所述副邊繞組的同名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述稀土永磁電動機的定子繞組的末端連接電動機中性點。
優選地，所述原邊繞組連接電源電壓，具體為 原邊繞組的首端連接電源，原邊繞組的尾端帶有兩個抽頭，從尾端到首端依次為第一抽頭和第二抽頭； 所述尾端、第一抽頭或第二抽頭連接變壓器的中性點。
優選地， 所述副邊繞組的同名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，具體為所述副邊繞組的同名端連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述副邊繞組的抽頭懸空； 或， 所述副邊繞組的一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述副邊繞組的同名端懸空。 與現有技術相比，本發明具有以下優點 該稀土永磁電動機的電壓補償裝置通過雙繞組變壓器的副邊繞組與稀土永磁電動機的電子繞組串聯，可以補償稀土永磁電動機的電壓。當電源電壓高于稀土永磁電動機的感應電勢時，雙繞組變壓器的副邊繞組與定子繞組正向串聯后接電源電壓；當電源電壓低于稀土永磁電動機的感應電勢時，雙繞組變壓器的副邊繞組與定子繞組反向串聯后連接電源電壓，這樣可以使定子繞組上的電壓與感應電勢相匹配，從而提高稀土永磁電動機的功率因數。


圖1是本發明提供的稀土永磁電動機的電壓補償裝置中的雙繞組變壓器結構圖； 圖2是本發明提供的電壓補償裝置實施例一示意圖； 圖3是本發明提供的電壓補償裝置實施例二示意圖； 圖4是本發明提供的實施例二的又一種示意圖； 圖5是本發明提供的電壓補償裝置實施例三示意圖； 圖6是本發明提供的電壓補償裝置實施例四示意圖； 圖7是本發明提供的實施例四的又一種示意圖； 圖8是本發明提供的電壓補償裝置實施例五示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明
的具體實施方式
做詳細的說明。 下面首先介紹一下雙繞組變壓器。 參見圖l，該圖為本發明提供的稀土永磁電動機的電壓補償裝置中的雙繞組變壓器結構圖。 該雙繞組變壓器為三相變壓器，為了敘述方便，分別簡稱為A相、B相和C相。 雙繞組變壓器的每相包括原邊繞組和副邊繞組，由于稀土永磁電動機的三相定子
繞組是對稱的，因此，三相變壓器的每相與每相定子繞組的連接也是對稱的。 如圖1所示，三相變壓器的A相包括A相原邊繞組和A相副邊繞組。其中A相原
邊繞組的同名端是A4， A相副邊繞組的同名端是Al， A相原邊繞組的異名端是XI， A相副邊
繞組的異名端是A3。 A相副邊繞組帶有中心抽頭A2。 三相變壓器的B相包括B相原邊繞組和B相副邊繞組。其中B相原邊繞組的同名端是B4， B相副邊繞組的同名端是Bl， B相原邊繞組的異名端是Yl， B相副邊繞組的異名端是B3。 B相副邊繞組帶有中心抽頭B2。 三相變壓器的C相包括C相原邊繞組和C相副邊繞組。其中C相原邊繞組的同名端是C4， C相副邊繞組的同名端是Cl， C相原邊繞組的異名端是Zl， C相副邊繞組的異名端是C3。 C相副邊繞組帶有中心抽頭C2。 需要說明的是，圖1中的三相變壓器的副邊繞組僅在中心位置有一個抽頭，稱為中心抽頭。可以理解的是，副邊繞組除了具有中心抽頭以外，還可以具有多個抽頭，為了方便描述，以下所有實施例中以副邊繞組具有中心抽頭為例進行描述，具有其他抽頭時的連接關系與中心抽頭相同，在此不再贅述。 以下所有實施例中假設電源電壓的額定值，以及雙繞組變壓器原邊額定電壓、稀土永磁電動機的額定電壓都是380V，雙繞組變壓器的副邊額定電壓是電源電壓額定值的8%。需要說明的是，三相定子繞組的連接是星形接法，末端連接在一起成為電動機的中性點。 參見圖2，該圖為本發明提供的電壓補償裝置實施例一示意圖。 本實施例提供的補償裝置是將雙繞組變壓器的整個副邊繞組與定子繞組正向串
聯，適合于電源電壓比電動機的感應電勢E大，且電源電壓在(1.08士0.02)E的范圍內。 A相原邊繞組的同名端A4連接電源A相，A相原邊繞組的異名端XI連接變壓器的
中性點。 A相副邊繞組的同名端Al連接電源A相，A相副邊繞組的異名端A3連接稀土永磁電動機的U相定子繞組的首端，U相定子繞組的末端連接變壓器的中性點。
需要說明的是，本實施例中A相副邊繞組的異名端A3連接U相定子繞組的首端，A相副邊繞組的中心抽頭A2懸空。 B相原邊繞組的同名端B4連接電源B相，B相原邊繞組的異名端Yl連接變壓器的中性點。 B相副邊繞組的同名端B 1連接電源B相，B相副邊繞組的異名端B3連接稀土永磁電動機的V相定子繞組的首端，V相定子繞組的末端連接電動機中性點。
需要說明的是，本實施例中B相副邊繞組的異名端B3連接V相定子繞組的首端，副邊繞組的中心抽頭B2懸空。 C相原邊繞組的同名端C4連接電源C相，C相原邊繞組的異名端Zl連接變壓器的中性點。 C相副邊繞組的同名端Cl連接電源C相，C相副邊繞組的異名端C3連接稀土永磁
5電動機的W相定子繞組的首端，W相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中C相副邊繞組的異名端C3連接W相定子繞組的首端，
副邊繞組的中心抽頭C2懸空。 參見圖3，該圖為本發明提供的電壓補償裝置實施例二示意圖。 本實施例提供的補償裝置是將雙繞組變壓器的半個副邊繞組與定子繞組正向串
聯，適合于電源電壓比電動機的感應電勢E大，且電源電壓在(1.04士0.02)E的范圍內。 如圖3所示，A相原邊繞組的同名端A4連接電源電壓A，A相原邊繞組的異名端X1
連接變壓器的中性點。 A相副邊繞組的同名端連接電源A相，A相副邊繞組的中心抽頭A2連接U相定子
繞組的首端，U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中A相副邊繞組的異名端A3懸空。 B相原邊繞組的同名端B4連接電源B相，B相原邊繞組的異名端Yl連接變壓器的中性點。 B相副邊繞組的同名端Bl連接電源B相，B相副邊繞組的中心抽頭B2連接V相定
子繞組的首端，V相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中B相副邊繞組的異名端B3懸空。 C相原邊繞組的同名端C4連接電源C相，C相原邊繞組的異名端Zl連接變壓器的中性點。 C相副邊繞組的同名端連接電源C相，C相副邊繞組的中心抽頭C2連接W相定子
繞組的首端，W相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中C相副邊繞組的異名端C3懸空。 雙繞組變壓器的半個副邊繞組與定子繞組正向串聯還有一種情況，參見圖4所示，以A相為例進行說明，A相副邊繞組的中心抽頭A2連接電源電壓A，副邊繞組的異名端A3連接U相定子繞組的首端，U相定子繞組的末端連接電動機中性點。需要說明的是，這種情況下A相副邊繞組的同名端A1懸空。 實施例一和實施例二提供的稀土永磁電動機的電壓補償裝置通過雙繞組變壓器的副邊繞組與稀土永磁電動機的電子繞組串聯，可以補償稀土永磁電動機的電壓。當電源電壓高于稀土永磁電動機的感應電勢時，雙繞組變壓器的副邊繞組與定子繞組正向串聯后接電源電壓；這樣可以使定子繞組上的電壓與感應電勢相匹配，從而提高稀土永磁電動機的功率因數。 參見圖5，該圖為本發明提供的電壓補償裝置實施例三示意圖。 本實施例提供的補償裝置是將雙繞組變壓器的整個副邊繞組與定子繞組反向串
聯，適合于電源電壓比電動機的感應電勢E大，且電源電壓在(0. 92 ±0. 02) E范圍內。 A相原邊繞組的同名端A4連接電源A相，A相原邊繞組的異名端XI連接變壓器的
中性點。 A相副邊繞組的同名端Al連接稀土永磁電動機的U相定子繞組的首端，A相副邊
繞組的異名端A3連接電源A相，U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中A相副邊繞組的中心抽頭A2懸空。 B相原邊繞組的同名端B4連接電 B相，B相原邊繞組的異名端Yl連接變壓器的中性點。 B相副邊繞組的同名端Bl連接稀土永磁電動機的V相定子繞組的首端，B相副邊
繞組的異名端B3連接電源B相，V相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中B相副邊繞組的中心抽頭B2懸空。 C相原邊繞組的同名端C4連接電源C相，C相原邊繞組的異名端Zl連接變壓器的
中性點。 C相副邊繞組的同名端CI連接稀土永磁電動機的W相定子繞組的首端，C相副邊繞組的異名端C3連接電源C相，W相定子繞組的末端連接電動機中性點。
需要說明的是，本實施例中C相副邊繞組的中心抽頭C2懸空。
參見圖6，該圖為本發明提供的電壓補償裝置實施例四示意圖。
本實施例提供的補償裝置是將雙繞組變壓器的半個副邊繞組與定子繞組反向串聯，適合于電源電壓比電動機的感應電勢E大，且電源電壓在(0. 96 ±0. 02) E的范圍內。
A相原邊繞組的同名端A4連接電源A相，A相原邊繞組的異名端XI連接變壓器的中性點。A相副邊繞組的同名端Al連接U相定子繞組的首端，A相副邊繞組的中心抽頭A2連接電源A相。U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 B相原邊繞組的同名端B4連接電源B相，B相原邊繞組的異名端Yl連接變壓器的中性點。B相副邊繞組的同名端Bl連接U相定子繞組的首端，B相副邊繞組的中心抽頭B2連接電源B相。U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 C相原邊繞組的同名端C4連接電源C相，C相原邊繞組的異名端Zl連接變壓器的中性點。C相副邊繞組的同名端CI連接U相定子繞組的首端，C相副邊繞組的中心抽頭C2連接電源C相。U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 需要說明的是，本實施例中雙繞組變壓器的半個副邊繞組與定子繞組反向串聯還有一種情況，參見圖7示，以A相為例進行說明，A相原邊繞組的同名端A4連接電源A相，A相原邊繞組的異名端XI連接變壓器的中性點。A相副邊繞組的中心抽頭A2連接U相定子繞組的首端，A相副邊繞組的異名端A3連接電源A相，同名端A1懸空。U相定子繞組的末端連接電動機中性點。 實施例三和實施例四提供的稀土永磁電動機的電壓補償裝置通過雙繞組變壓器的副邊繞組與稀土永磁電動機的電子繞組串聯，可以補償稀土永磁電動機的電壓。當電源電壓低于稀土永磁電動機的感應電勢時，雙繞組變壓器的副邊繞組與定子繞組反向串聯后連接電源電壓，這樣可以使定子繞組上的電壓與感應電勢相匹配，從而提高稀土永磁電動機的功率因數。 參見圖8，該圖是本發明提供的電壓補償裝置實施例五示意圖。 本實施例提供的電壓補償裝置，不僅可以通過改變雙繞組變壓器的副邊與定子繞
組的連接來調節施加于定子繞組上的電壓，而且還通過改變雙繞組變壓器的原邊繞組與中
性點的連接來對施加于定子繞組上的電壓進行更精細的調節。 如圖8所示，原邊繞組的首端連接電源電壓，原邊繞組的尾端帶有兩個抽頭，從尾端到首端依次為第一抽頭和第二抽頭；所述尾端、第一抽頭或第二抽頭連接中性點。
A相原邊繞組的尾端的第一抽頭為X2、第二抽頭為X3 ;B相原邊繞組的尾端的第一抽頭為Y2、第二抽頭為Y3 ;C相原邊繞組的尾端的第一抽頭為Z2、第二抽頭為Z3。
改變原邊繞組的尾端和抽頭與中性點的連接方式，可以適用于不同的電源電壓，基本原則是電源電壓等于原邊電壓的額定值時，各個原邊繞組的第一抽頭連接中性點；電源電壓高于原邊電壓的額定值時，各個原邊繞組的異名端連接中性點；電源電壓低于原邊電壓的額定值時，各個原邊繞組的第二抽頭連接中性點。 具體的兩個抽頭之間的匝數與整個原邊繞組的匝數比可以選擇為5%。例如，電源電壓高于原邊電壓額定值的102.5%時，各個原邊繞組的異名端連接中性點。電源電壓低于原邊電壓的額定值97.5%時，各個原邊繞組的第二抽頭連接中性點。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
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權利要求
一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于，包括雙繞組變壓器；所述雙繞組變壓器包括原邊繞組和副邊繞組；所述原邊繞組連接電源；所述副邊繞組帶有至少一個抽頭；稀土永磁電動機的感應電勢小于所述電源電壓時，所述副邊繞組的同名端連接電源，所述副邊繞組的異名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述稀土永磁電動機的定子繞組的末端連接電動機中性點。
2. 根據權利要求1所述的稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于，所述原邊繞 組連接電源，具體為原邊繞組的首端連接電源，原邊繞組的尾端帶有兩個抽頭，從尾端到首端依次為第一 抽頭和第二抽頭；所述尾端、第一抽頭或第二抽頭連接變壓器的中性點。
3. 根據權利要求1所述的稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于， 所述副邊繞組的異名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，具體為所述副邊繞組的異名端連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述抽頭懸空； 或，所述副邊繞組的一個抽頭連接稀土永磁電動機的電子繞組的首端，所述副邊繞組的異 名端懸空。
4. 一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于，包括雙繞組變壓器； 所述雙繞組變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組連接電源；所述副邊繞組帶有至少一個抽頭；稀土永磁電動機的感應電勢大于所述電源電壓時，所述副邊繞組的異名端連接電源， 所述副邊繞組的同名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述稀土永磁 電動機的定子繞組的末端連接電動機中性點。
5. 根據權利要求4所述的稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于，所述原邊繞 組連接電源電壓，具體為原邊繞組的首端連接電源，原邊繞組的尾端帶有兩個抽頭，從尾端到首端依次為第一 抽頭和第二抽頭；所述尾端、第一抽頭或第二抽頭連接變壓器的中性點。
6. 根據權利要求4所述的稀土永磁電動機的電壓補償裝置，其特征在于， 所述副邊繞組的同名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，具體為所述副邊繞組的同名端連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述副邊繞組的抽頭懸 空；或，所述副邊繞組的一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述副邊繞組的同 名端懸空。
全文摘要
本發明提供一種稀土永磁電動機的電壓補償裝置，包括雙繞組變壓器；所述雙繞組變壓器包括原邊繞組和副邊繞組；所述原邊繞組連接電源；所述副邊繞組帶有至少一個抽頭；稀土永磁電動機的感應電勢小于所述電源電壓時，所述副邊繞組的同名端連接電源，所述副邊繞組的異名端或一個抽頭連接稀土永磁電動機的定子繞組的首端，所述稀土永磁電動機的定子繞組的末端連接電動機中性點。本發明提供的電壓補償裝置可以使定子繞組上的電壓與感應電勢相匹配，從而提高稀土永磁電動機的功率因數。
文檔編號H02P25/16GK101777867SQ20101010726
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月1日 優先權日2010年2月1日
發明者張偉華, 楊凡, 王義龍, 羅應立 申請人:山東成華電子科技有限公司;華北電力大學