三相4/6极混相变极电动机设计 线D1、D2、D3，将引出线D4、D5、D6打开，这时每相绕组都有一半线圈电流反向，电流方向如虚线箭头所示，电机便是四极运行了。然而，为什么改变绕组的连接即改变每相绕组一半线圈的电流方向能改变电机的极数呢？这可以从电流产生磁场的现象来说明，如图4.2所示。线圈a1-x1和线圈 a2-x2表示一相绕组的两个半绕组，当两个半绕组倒接串联时，如图2.2(a)所示，很显然，产生的磁场是两极的。如果两个半绕组改为顺接串联，后一个半绕组电流改变了方向，从图2.2（b）可以看出，这时产生的磁场已经变成四极了。
（a） (b) 图2.4 变极绕组磁势分析图
下面，我们从线圈磁势来分析进一步讨论这个问题。每个线圈所产生的磁势沿气隙圆周作矩形分布，应用谐波分析法，可以将这个矩形磁势波分解成无数个不同波长即不同极数的谐波。对于现在短距单线圈来说，它沿气隙圆周的磁势分布（如图2.4）不满足波形上下对称的条件，因而它不仅含有奇次谐波，而且含有偶次谐波，即v = 1、2、3、4 、5……，换句话说，每个单线圈产生的矩形磁势波实际上是包括为2、4、6、10……等的一系列正弦磁势波的合成，如图2.3。
现在来看两极接法时的情况，两种线圈中的电流方向相反，他们分别产生的磁势波如图2.4所示，可以看出，两种线圈的两极波完全相加，而四极波全部抵消。再看四极接法的情况，这时线圈1的电流方向没变，而另一线圈的电流方向改变。
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三相4/6极混相变极电动机设计
图 2.5 单线圈的磁势波
综上所述，一个单线圈所产生的磁势具有p =2、4、6、8……等极数的波，如果一台三相异步电动机每相只有一个线圈而且三相绕组对称（匝数相等且在空间位置互相差120o），则选择电机具有p= 2、4、8、10、14、18……等极数的磁势波。但如果每相有两个或两个以上的线圈组成，则这几个线圈所产生的各极数的磁势波就会有抵消，有的削弱，有的叠加，这样电机中就能显出有一个或几个最强的磁势波，只要我们能利用电机这一矛盾性，有意识地使每相按一定规律连接多个线圈，使我们所需的某极数的磁势波可能抵消掉，这样就能使电机具有一定的极数的波抵消掉，但总有些波只能削弱不能消灭，因而所谓某种极数的旋转磁场在起作用，其中必定还包含其他极数的旋转磁场，即谐波磁场。
2.2.2变极调速原理
由于一般异步电动机正常运行时的转差率s都很小，电机的转速n = n1(1 – s)决定于同步转速n1。从n1 = 60 f1/ p 可见，在电源频率f1不变的情况下，改变定子绕组的极对数p，同步转速n1就发生变化，例如极对数增加一倍，同步转速就下降一半，随之电动机的转速也约下降一半。显然，这种调速方法只能做到一级一级地改变转速，而不是平滑调速。变极电动机一般都用鼠笼转子，因为鼠笼转子的极对数能自动地随着定子极对数的改变而改变，使定、转子磁场的极对数总是相等而产生平均电磁转矩。
要使定子具有两种极数，容易想到的办法是用两套极对数不同的定子绕组，每次用其中一套，即所谓双绕组变极，显然，这是一个不经济的办法，只在特殊情况下采用。理想的办法是：只装一套定子绕组而用改变绕组接法以得到两种或多种极对数，即所谓单绕组变极。
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三相4/6极混相变极电动机设计 2.2.3非倍极比调速原理
下面我们来详细分析非倍极比即4/6变极调速原理。定子槽数Q1=36。
反向法变极把每相分为两段，通过换接开关改变其中一段的电流方向来实现变极，因此电机出线少而换接开关较简单。但反向法存在变后极绕组分布系数往往过小的缺点。虽然基本极采用非正规接法时可以提高变后极的分布系数，但此时却降低了基本极的分布系数，一得一失，因此并非理想方法。为了做到不降低基本极性能而提高变后极的分布系数，发展了―换相法‖，而混相又是它的特殊类型。这种变极实际上就是把基本极时的每相绕组分为三段，变极时把三相全部九段重新组合，使得对变后极来说三相对称并且有较大的分布系数。
把―对称轴线法‖用于换向法变极时可以做到：当基本极采用60o相带或120o相带的正规接法时，如果槽数和变后极的配合符合对称条件，则采用―对称轴线法‖来实现一个120o的变后极绕组，而在本课题中，恰好是这种方案。与反向法相似，用―轴线法‖实现换相变极时，只要按照基本相的相属在变后极的槽号相位图上画出三相所占槽号相位图，然后画上三根互差120o的对称轴线就可以解决问题了，所不同的是：在反向法中，三根对称轴线分别把三相每相划分为两段，而靠改变其中一段的电流方向来实现变极；在换相法中，则三根对称轴线同时把每相都分割成三段，总共为9段，而靠重新把九段组合成三相来实现变极。具体步骤如下：
1、选定一个极数作为基本极，按正规60o相带或其他非正规绕组排列，确定各槽相属。
2、按基本极相属在变后极的漕号相位图上画出三相所占槽号的相位图，此时所有相位图全部在360o范围内。
3、画出三根互差120o的对称轴线1、2、3而同时把每相分割成三段，如图2.4所示，A?,AⅡ,AⅢ,B?,BⅡ,BⅢ和C?，CⅡ，CⅢ所示，这时对称轴线1和2之间的A?, B?，C?三段构成变后极的a相；对称轴的2和3之间的AⅡ，BⅡ，CⅡ
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三相4/6极混相变极电动机设计
轴线1 变相后a极 轴线2 变相后b极 轴线3 变相后c极 轴线1
图2.6 换相法变极
三段构成变后极的b相；而对称轴的3与1之间的AⅢ，BⅢ，CⅢ三段构成变后极的c相。这时只要被三根对称轴线分割的三个区域的槽号相位分布情况相同，则变后极的a, b, c三相的磁势将大小相等并在空间上互差120o电角度，因而是对称的。
现在按接线可知，如果改变开关的接法，线圈组的向属就不同，用混相法原理，对于某一线圈组，它的绕组分成三段，每一段绕组的向属不同，有一种绕组的四极波较强，而第二种绕组产生六极波为正向，正好与第三种线圈产生的反向六极波抵消，，这样，我们就得到了一个四极的定子绕组。同理，当我们用另一种接法时，在这个线圈组的绕组中的三段的向属随之改变，一种六极波强，而另外两种正反向抵消，因此得到一个六极波。
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三相4/6极混相变极电动机设计 第3章 混相变极定子绕组的确定
3.1 定子绕组
3.1.1绕组的一般概念
三相异步电机的绕组有多种型式。例如在JO2系列中，定子绕组有单层同心式、单层链式及双层叠绕等型式，在JR系列绕线式异步电机中，定子绕组为双层叠绕，转子绕组为双层波绕。除此以外，电机制造工人在大量生产实践中积累了丰富经验，又创造出许多新型绕组，如单双层绕组、单绕组多速绕组、△/Y混合连接的绕组等。
3.1.2绕组选用的一般要求
1. 绕组的构成主要应考虑运行和设计制造要求，对三相异步电动机来说，对绕组的具体要求如下：
1）在导体数一定时，要求三相绕组产生的旋转磁势能有较大的幅值不变的基波旋转磁势和尽可能小的谐波磁势。
1.1谐波磁场对电动机性能的影响主要有三个方面： 1.影响起动性能； 2.产生振动噪声； 3.增加损耗，降低效率；
2）在三相绕组中，各相的电势、电阻、电抗要对称。
3）用铝量要少，机械强度和绝缘强度要可靠，散热条件好，制造、检修要方便。 2. 谐波磁场影响的克服方法
谐波磁场对电动机性能的影响，有三个方面：一是可能产生异步和同步附加转距，从而影响电动机的起动性能；二是可能产生振动噪声；三是增加损耗，降低效率。 一.（1）异步附加转距的克服方法 1. 采用谐波较少的绕组方案 2. 选择的适当的节距 （2）同步附加转距的克服方法 1.削弱齿谐波幅值的方法
2.减少或避免定 转子谐波同次的方法。 所以我们最好采用槽配合为36/33。
3.1.3方案确定
由于有一种极数2P=6K（K为一整数）是6的倍数，6K极绕组已能多路并联，只需借助
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