本发明属于交流电动机的起动方法和按该方法起动的交流电动机定、转子绕组联结法及结构。

为了提高电动机的起动转矩和降低起动电流，对异步电动机采用绕线型或具有深槽、双鼠笼等特种槽形的笼型;对同步电动机则依靠阻尼笼进行降压异步起动。目前，谈及解决、改善起动转矩，起动电流的文献有很多，例如中国的《中小型电机技术情报》1979，No，1，P·16-20;1980，No·4，P·27-30;苏联专利No·756550。中国的《中小型电机技术情报》1979，No·1和1980，No·4提出的无滑环、无外接起动变阻器的绕线式异步电动机所用的方法是起动时改变转子绕组联结法，通过转子绕组中三个触点的断开或闭合来实现电动机的起动或运行状态。该文献中所说的电机虽然取消了滑环和电刷。但需要安装一套在转子旋转时能断开或闭合触点的机构，使转子结构复杂而造成电动机的运行可靠性降低。该电机通过改变转子的绕组的联结以提高起动时定转子阻抗折算比，提高折算到定子侧的转子电阻及电抗，减小起动电流，增大起动转矩。但是由于电抗的增大，最大转矩降低而起动转矩增加不显著，不适用于需要很大起动转矩的场合。

苏联专利No·756550提出的一个4极同步电动机的起动、励磁、阻尼绕组三合一的绕组方案，是利用基波起动，起动和运行时都为相同极数。起动时，转子上三相绕组依次位移60°，60°，240°电角度，是三相不对称的。这样的电机，只在把接入直流励磁的两个端点短路的情况下，才能产生较大的起动转矩，在重负载起动时不易到达同步转速，负载越重，加上直流励磁之后越难牵入同步。另外，它为了减小起动电流而必需采用降压起动，使之起动转矩减小。这个电机的三合一绕组在起动时不能串入起动电阻，否则将加剧转子三相电流的不对称程度。其三合一绕组的起动电流和直流励磁电流走的是同一个回路，两者互相干扰，不能共存。概括起来说，上述的电动机及目前广泛采用的起动方法给电动机的制造和运行带来电机结构复杂、零件繁多、制造成本高，起动过程中发生较大的电流冲击、干扰电网、缩短电机寿命，起动转矩不大，难以牵入同步等问题。对鼠笼型异步电动机则往往因转子铜耗较大而效率不高。

本发明的目的在于提出一种利用谐波起动交流电动机的起动方法，以克服上述交流电动机为解决起动问题所带来的种种缺点，同时提出三种利用谐波起动的交流电动机，即转子上无滑环、无电刷、无电的触点的绕线型异步电动机;阻尼绕组和励磁绕组合二为一的高起动转矩和容易牵入同步的隐极式同步电动机;以及高起动转矩和高效率的鼠笼型异步电动机。这三种电动机的共同特点是转子结构或制造工艺简化，起动时无需附加降压、变频、变压等额外的起动装置，就可以获得很大或较大的起动转矩，并能大幅度地降低起动电流，提高电动机的起动和运行可靠性，减少附加设备的投资。

利用本发明提出的谐波起动方法起动的三种交流电动机，必须具备下述技术特征。三种电动机的定子绕组应具备下列条件：当定子绕组按正常运行联结方式接入电网时，定子绕组产生一个很强的基波磁场（即电动机正常运行时所依靠的磁场），基波磁场以外的各谐波磁场均相互抵消或显著削弱而幅值很小;但当定子绕组接起动联结方式即只有一部分接入电网，或者虽然全部接入电网，但内部联结方式与正常运行时不同，则定子绕组至少产生一个极数与基波极数不同的很强的谐波磁场，简称“起动谐波”，这时或者只产生起动谐波，而基波磁场被抵消，或者起动谐波与基波磁场同时存在;当然在设计定子绕组时应注意使起动谐波的旋转方向与基波磁场的一致。

至于三种电动机的转子绕组，则应分别具备下列条件。（1）绕线型异步电动机，把起动电阻安装在转子轴上，固定地与转子绕组联结在一起，随转子一起旋转。所说的起动电阻每台电动机有两个以上，具体数目视转子绕组的设计与联结方式而定。由于这些起动电阻无论起动或运行都固定地与转子绕组联结在一起，因此转子绕组必须设计成：定子起动谐波在转子中感应的电流必须经过上述起动电阻才能流通，但基波磁场在转子中感应的电流则不经过上述起动电阻，仅经过转子绕组便构成短路回路。（2）隐极式同步电动机，其转子上只有一套绕组，固定地联结着三个电阻元件作为起动电阻，并有两点分别接至轴上的两个滑环，以便通过电刷，由直流电源向转子绕组提供直流励磁电流。因此转子绕组的设计要求是：对定子起动谐波在转子中感应的电流，必须经过上述起动电阻才能流通，但由滑环进入的直流励磁电流只经过转子绕组，不经过上述起动电阻，便自行构成通路，并产生一个很强的基波极数的磁场;另一方面在电动机作异步运行时，定子基波磁场感应于转子中的电动势能够产生多相电流，起到削弱电机振荡的阻尼作用。因此，该电动机的转子上虽然只有一套绕组，但却具有起动、励磁、阻尼三种功能。（3）鼠笼型异步电动机，其鼠笼转子由低电阻材料制成的导条和一个以上的由高电阻材料制成的端环焊接而成，利用端环的高电阻作为起动电阻，再在高电阻端环材料制两边用若干由低电阻材料制成的连接片把许多对导条短路，这些连接片与导条的联结应设计成：对定子起动谐波感应于转子中的电流不能在低电阻连接片与导条构成的回路内流通，而必须经过高电阻端环和导条才能流通，但对基波磁场感应于转子中的电流则只通过上述的低电阻连接片和导条便构成短路回路。这样，由于以端环电阻作为起动电阻，转子槽形可采用工艺性最好、最容易冲制的圆形槽，或采用能充分利用转子圆周的梯形槽，用粗铜杆作导条，从而降低转子导条电阻，提高运行时的效率。

有关谐波起动电动机的定、转子绕组的具体联结法，将在后面结合附图和实施例作详细介绍。

具备上述技术特征的电动机，可按下述步骤实现谐波起动：

1.根据起动时所需要的转矩大小，把定子绕组的一部分，或把全部定子绕组按起动联结方式联结（与正常运行时的联结方式不同）后接入电网，使定子绕组至少产生一个不同于基波极数的起动谐波。

2.依靠起动谐波与装于转子上的起动电阻的联合作用把电动机起动。

3.使电动机的转速上升到接近（或达到）正常运行时的额定转速。

4.把定子绕组尚未接入电网部分接入电网，或把全部定子绕组按正常运行联结方式改接之后接入电网，则定子绕组产生的起动谐波被消除，这时，定子绕组只产生基波磁场，电动机在基波磁场的作用下正常运行。

5.对同步电动机，为了便于牵入同步，应选择极对数比基波少一对极的起动谐波起动，这时电动机的转速可到达和略为超过基波的同步转速，当其转速到达基波同步转速时，把定子绕组改为正常运行联结方式而消除起动谐波，再加入直流励磁电流后很容易牵入同步。

本发明所说的谐波起动方法及其电动机具有下列优点：

1.利用本发明所述的谐波起动方法时，装在电动机转子上的起动电阻值可按需要任意选配，它的大小与转子电抗毫无关系，因此电动机的最大转矩保持不变，必要时可把起动电阻选配得起动转矩等于最大转矩，以便适用于要求起动转矩很大的场合。此外，还可借调节起动时定子绕组每相的串联匝数，从而改变起动转矩和起动电流的大小。由此可见，利用本发明提出的谐波起动方法容易获得需要的起动特性。其最突出的优点是能设计成：全压起动时既降低起动电流又提高起动转矩，这是已有技术不附加额外的特殊设备所不能做到的。

2.谐波起动的绕线式异步电动机，转子上没有任何电的触点，无滑环、无电刷，也不需要任何降压、变频、起动变阻器等额外的起动装置，使电动机转子结构简化，消除了转子电路发生故障的因素，提高了起动和运行的可靠性，也便于电动机的维护。这种谐波起动的绕线式异步电动机能设计成具有特别好的起动特性和良好的运行性能。

3.谐波起动的隐极式同步电动机，与苏联专利No.756550比较，它是利用基波异步起动，转速不可能达到同步转速，较难牵入同步。本发明利用极数比基波少一对极的谐波起动，其转速可超过基波的同步转速，因此加上直流励磁后，很容易牵入同步。此外，本发明的转子绕组对起动谐波说为严格对称的三相系统或两相系统，并联结着起动电阻，因此全压起动时，起动转矩大，而起动电流小，可省掉一套降压起动装置。

4.谐波起动的鼠笼型异步电动机。这种电动机可利用高电阻端环和调节起动时定子绕组每相的串联匝数，使得起动电流很小，而起动转矩仍足够大，因此可省掉传统笼型异步电动机所需的降压起动器，使用户省一笔很大的投资。其次，由于这种电动机不象传统电机那样依靠深槽、双笼的集肤效应来提高起动性能，而是依靠高电阻端环对起动谐波产生的电流的作用来提高起动性能，因此转子可采用工艺性最好的圆形槽，或能充分利用转子圆周的梯形槽，采用导电性能较好的紫铜杆作为导条，以降低运行时的转子电阻，提高运行时的效率。因此谐波起动的鼠笼型电动机能设计成：和同类型的传统电机比较，起动电流较小、起动转矩较大，而运行效率较高。

此外，还必须指出，由于谐波起动电动机在全压起动时电流很小，故对电网来说，减少了过电流冲击，有利于动力电网的稳定和正常运行，还可以适当减小电源变压器的容量，起到节省电能和减少投资的重要作用。

以下利用附图和实施例对本发明所说的谐波起动方法，三种电动机的定、转子绕组的具体联结法作进一步的说明。

图1：双星形并联联结的谐波起动的定子接线方式;

图2：双三角并联联结的谐波起动的定子接线方式;

图3：双星串联联结的谐波起动的定子接线方式;

图4：3Y-4Y联结的谐波起动的定子接线方式;

图5：3Y-3Y+Y联结的谐波起动的定子接线方式;

图6：反相位并联-正相位并联的星形联结的谐波起动接线方式;

图7：反相位并联-正相位并联的三角形联结的谐波起动接线方式;

图8：反相位串联-正相位串联的星形联结的谐波起动接线方式;

图9：只有一个起动谐波的转子绕组的三相星形联结;

图10：有二个起动谐波的转子绕组的三相星形结;

图11：只有一个起动谐波的转子绕组的两相星形联结;

图12：有二个起动谐波的转子绕组的两相星形联结;

图13：只有一个起动谐波的有十五个回路的转子绕组的五相星形联结;

图14：有二个起动谐波的有十五个回路的转子绕组的五相星形联结;

图15：只有一个起动谐波的有二十个回路的转子绕组的五相星形联结;

图16：有二个起动谐波的有二十个回路的转子绕组的五相星形联结;

图17：只有一个起动谐波的转子绕组的特殊三星相形联结;

图18：有二个起动谐波的转子绕组的特殊三相星形联结;

图19：谐波起动的同步电动机的转子绕组联结;

图20：只有一个起动谐波的转子绕组的特殊的两相星形联结;

图21：有二个起动谐波的转子绕组的特殊的两相星形联结;

图22：谐波起动的转子绕组的单层两相同心式联结Z〈`;;2`〉＝36，2P＝6，2Q＝4，8;

图23：谐波起动的转子绕组的单层三相同心式联结，Z〈`;;2`〉＝36，2P＝4，2Q＝2;

图24：谐波起动的笼型异步电动机转子的多相联结法，a）高电阻端环正面上的连接片联结，b）高电阻端环背面上的连接片联结;

图25：谐波起动的笼型异步电动机转子的三相联结法，a）前端环的连接片联结，b）后端环的连接片联结;

图26：用展开图表示的笼型转子的三相联结法，Z〈`;;2`〉＝24，2P＝4，2Q＝2，6;

图27：用展开图表示的笼型转子的三相联结法，Z〈`;;2`〉＝48，2P＝8，2Q＝6，10;

图28：用展开图表示的笼型转子的两相联结法，Z〈`;;2`〉＝24，2P＝6，2Q＝4，8;

图29：用展开图表示的笼型转子的两相联结法，Z〈`;;2`〉＝32，2P＝8，2Q＝6，10;

图30：用展开图表示的笼型转子的两相联结结Z〈`;;2`〉＝40，2P＝10，2Q＝8，12;

（Ⅰ）谐波起动的几种方式

实现谐波起动可采用许多不同的方式，但从需要的开关数量和起动操作的简易性来看，提出下列几种起动方式：

1.并联起动法-把正常联结的60°相带定子绕组，按谐波起动要求拆开为互相并联的两部分，起动时先把第一部分（A1、B1、C1）接入电网，当转速升高到接近所需额定转速时再把第二部分（A2、B2、C2）接入电网。这时两部分并联运行，与正常联结的60°相带绕组一样，这种并联方式称为“正相位并联”。图1和图2表示该起动方式的定子连接法，其中图1的三相绕组按星形联结，而图2的按三角形联结，起动时先合开关S1，当转速接近额定值时再合开关S2。这种起动方式只需增加一个三相单投开关，由于起动时定子绕组只接入一部分和转子上起动电阻的作用，使得起动电流很小，并且在整个起动过程中第一部分（A1、B1、C1）总是接在电网上而没有断开的时刻，因此电机平稳起动，在起动过程中没有大的电流冲击，是一个理想的起动方式。

2.串联起动法-把正常联结的60°相带定子绕组，按谐波起动要求拆开为互相串联的两部分，起动时先把第一部分（A1、B1、C1）接入电网，当转速接近额定值时先把第一部分（A1、B1、C1）从电网断开，将第二部分（A2、B2、C2）和第一部分（A1、B1、C1）串联后再接入电网，这时两部分串联运行，与正常联结的60°相带绕组一样，这种串联方式称为“正相位串联”。图3表示该起动方式的定子连接法，三相之间按星形联结，只需一个三相双投开关，起动时开关向K1合闸，起动完毕时开关向K2合闸。

3.3Y-4Y起动法-把正常联结的60°相带相定子绕组接成4Y形式，即四个并联的星形联结，如图4中的A1、B1、C1，A2、B2、C2，A3、B3、C3和A4、B4、C4。起动时将其中的A1、A2、A3，B1、B2、B3和C1、C2、C3构成的三个并联星形接入电网，即把图4中的开关向K1合闸。当转速接近额定值时再把开关改为向K2合闸，则电动机在4Y的正常接法下运行。这种起动方式也只需一个三相双投开关就够了。

4.3Y-3Y+Y起动法-正常运行时的定子绕组按3Y串单Y联结，如图5所示，并联的3Y是A1、B1、C1，A2、B2、C2，A3、B3、C3，串联的单Y是A0、B0、C0。起动时将其中的A1、A2、A3，B1、B2、B3和C1、C2、C3构成的三个并联星形接入电网，即图5中的开关向K1合闸，当转速接近额定值时再把开关改为向K2合闸，则电动机在3Y串单Y的正常接法下运行。这种起动方式也只需一个三相双投开关就行了。

5.反相位并联-正相位并联起动法-在前述第一种起动方式即正相位并联中，如果把第二部分（A2、B2、C2）的三相反相位（即把每相的首、末端对调）之后再与第一部分（A1、B1、C1）并联，便构成“反相位并联”。由于上述两部分绕组各自单独接入电网时，每一部分绕组都同时产生基波磁场和起动谐波，当两部分按“正相位并联”联结时，它们产生的两个基波磁场在空间上同相位，因而互相叠加，但两个起动谐波则在空间上反相位，因而互相抵消，结果只剩下一个很强的基波磁场;当两部分按“反相位并联”联结时，两部分产生的基波磁场互相抵消，但起动谐波则互相叠合而加强，因此两部分合成结果只存在很强的起动谐波，而基波不存在，在此情况下，借助起动电阻对起动谐波的作用，能够产生特别强大的起动转矩。这样，如果负载要求的起动转矩很大时，可以采用图6所示的反相位并联-正相位并联的谐波起动法。其起动过程如下：首先把开关S3向K3合闸，开关S2向K1合闸，则第二部分（A2、B2、C2）与第一部分（A1、B1、C1）形成“反相位并联”，这时把开关S1合闸，则在起动谐波的作用下，电动机迅速起动和升速;当转速上升到离额定值不远时，把开关S2和S3断开，则第二部分（A2、B2、C2）从电网断开，但第一部分（A1、B1、C1）仍接在电网上，它产生的基波磁场和起动谐波使电动机继续升速;当转速接近额定值，先把开关S3向K4合闸，然后再把开关S2向K2合闸，则第二部分（A2、B2、C2）与第一部分（A1、B1、C1）形成“正相位并联”，这时起动谐波被消除，电动机在基波的作用下正常运行。这种起动方法的优点是起动转矩很大和起动过程没有大的电流冲击，但需要增加两个三相双投开关，并且起动操作比较复杂。图6所示的是星形联结法，图7画出三角形联结法时的接线图，其操作过程与上述的一样。

6.反相位串联-正相位串联起动法-同理，可把图3所示的双星正相位串联起动改为双星反相位串联起动，而得图8所示的反相位串联-正相位串联的星形联结的谐波起动。其起动过程如下：首先把开关S2向K3合闸，则第二部分（A2、B2、C2）与第一部分（A1、B1、C1）形成“反相位串联”，此时把开关S1向K1合闸，即接入电网，则在起动谐波的作用下，电动机迅速起动和升速;当转速上升到离额定值不远时，把开关S1改为向K2合闸，则第二部分（A2、B2、C2）从电网断开，但第一部分（A1、B1、C1）仍接入电网，它产生的基波和起动谐波使电动机继续升速;最后把开关S2改为向K4合闸，则第二部分（A2、B2、C2）与第一部分（A1、B1、C1）形成“正相位串联”，这时起动谐波被消除，电动机在基波作用下正常运行。这种起动方法的优点是起动转矩很大，需要的开关数量与前述的并联起动法比较少一个三相开关，总共只需两个三相双投开关。

（Ⅱ）谐波起动交流电动机定子绕组的联结法

谐波起动交流电动机的定子只有一套绕组，通过开关来变换其联结法。其总的设计要求是：当开关按起动联结方式与电网联结时，定子绕组至少产生一个极数与基波极数不同的很强的磁动势谐波，简称“起动谐波”，这时基波可以同时存在，也可以不存在而只有起动谐波;当开关按运行联结方式与电网联结时，上述起动谐波应完全被消除，而只产生一个很强的基波，和少量的幅值很小的其它谐波;上述起动谐波的转向应与基波的一致。

满足上述设计总要求的定子绕组有很多种不同联结法，下面就常用的槽数和极数列举几种较好的绕组联结方案。列举的方案若无特别说明，则都是双层等元件绕组，每个槽号代表一个线圈，正槽号代表顺接串联的线圈，负槽号代表反接串联的线圈，只有少数方案既可采用双层绕组也可采用单层绕组，此时若采用单层绕组，则每个槽号代表一个线圈边，正槽号代表从电机前端到后端的线圈边，而负槽号代表从后端到前端的线圈边，因此一个正槽号和一个负槽号构成一个线圈。

1.所有槽数为偶数的正常接法为60°相带的定子绕组都能平分为两部分而采用并联起动法、串联起动法、反相位并联-正相位并联起动法、反相位串联-正相位串联起动法等四种方式中任意一种来实现谐波起动。下面列举常用槽数和极数的两部分绕组所串联的槽号，以及起动谐波的极数，符号Z1代表定子槽数，2P代表基波极数，即电动机正常运行时的极数，2Q代表起动谐波的极数。A1、B1、C1代表第一部分的三相绕组，A2、B2、C2、则代表第二部分的三相绕组。

（1）Z1＝36，2P＝4，2Q＝2可采用单层或双层绕组

A1：1，2，3，-28，-29，-30;B1：9，25，26，-34，-35，-36;C1：-5，-6，-22，31，32，33;A2：-10，-11，-12，19，20，21;B2：7，8，-16，-17，-18，27;C2：-4，13，14，15，-23，-24

（2）Z1-36，2P＝6，2Q＝4，8

A1-1，2，-7，-8，13，-32;B1：5，6-11，30，-35，-36;C1：-3，-4，9，10，33，34，A2：14，-19，-20，25，26，-31;B2：-12，17，18，-23，-24，29;C2：-15，-16，21，22，-27，-28

（3）Z1＝48，2P＝4，2Q＝2可采用单层或双层绕组

A1：1，2，3，4，-37，-38，-39，-40;B1：11，12，33，34，-45，-46，-47，-48;C1：-7，-8，-29，-30，41，42，43，44;A2：-13，-14，-15，-16，25，26，27，28;B2：9，10，-21，-22，-23，-24，35，36;C2：-5，-6，17，18，19，20，-31，-32

（4）Z1＝54，2P＝6，2Q＝4

A1：1，2，3，37，38，39，-46，-47，-48;B1：9，-34，-35，43，44，45，-52，-53，-54;C1：-5，-6，31，-40，-41，-42，49，50，51;A2：-10，-11，-12，19，20，21，-28，-29，-30;B2：7，8，-16，-17，-18，25，26，27，-36;C2：-4，13，14，15，-22，-23，-24，32，33

（5）Z1＝72，2P＝8，2Q＝6

A1：1，2，3，-46，-47，-48，55，56，57，-64，-65，-66;B1：9，43，44，-52，-53，-54，61，62，63，-70，-71，-72;C1：-5，-6，-40，49，50，51，-58，-59，-60，67，78，69;A2：-10，-11，-12，19，20，21，-28，-29，-30，37，38，39;B2：7，8，-16，-17，-18，25，26，27，-34，-35，-36，45;C2：-4，13，14，15，-22，-23，-24，31，32，33，-41，-42

2.对于每相槽数为奇数的正常接法为60°相带的定子绕组，由于每相槽号不能平分为两半，只能采用串联起动法或反相位串联-正相位串联起动法来实现谐波起动。下面举二实例，列出每相两部分绕组所串联的槽号，以及起动谐波的极数。

（1）Z1：＝45，2P＝6，2Q＝4

A1：1，2，3，31，32，33，-39，-40;B1：8，-29，-30，36，37，38，-44，-45;C1：-5，26，27，-34，-35，41，42，43;A2：-9，-10，16，17，18，-24，-25;B2：6，7，-14，-15，21，22，23;C2：-4，11，12，13，-19，-20，28

另一方案为2Q＝4，8其三相槽号为：

A1：1，2，3，-9，-10，16，17，18;B1：6，7，8，-14，-15，21，-44，-45;C1：-4，-5，11，12，13，-19，42，43;A2：-24，-25，31，32，33，-39，-40;B2：22，23，-29，-30，36，37，38;C2：-20，26，27，28，-34，-35，41

（2）Z1＝75，2P＝10，2Q＝8

A1：1，2，3，-9，-10，18，46，-54，-55，61，62，63，-69，-70;B1：7，8，-15，51，52，6，-59，-60，66，67，68，-74，-75;C1：-4，-5，12，13，-49，56，57，58，-64，-65，71，72，73;A2：16，1７，-24，-25，31，32，33，-39，-40，47;48;B2：-14，21，22，23，-29，-30，36，37，38，-44，-45，53;C2：11，-19，-20，26，27，28，-34，-35，41，42，43，-50

另一方案为2Q＝8，12其三相槽号为

A1：1，2，3，-9，-10，16，17，18，-24，-25，31，63，-69，-70;B1：6，7，8-14，-15，21，22，23，-29，-60，67，68，-74，-75;C1：-4，-5，11，12，13，-19，-20，26，27，58，-65，71，72，73;A2：32，33，-39，-40，46，47，48，-54，-55，61，62;B2：-30，36，37，38，-44，-45，51，52，53，-59，66;C2：28，-34，-35，41，42，43，-49，-50，56，57，-64

3.采用3Y-4Y联结法实现谐波起动时，定子绕组分为十二段：A1，A2，A3，A4，B1，B2，B3，B4，C1，C2，C3，C4，按图4所示联结，起动时三相开关向K1合闸，起动完毕即改为向K2合闸。下面举二实例：

（1）Z1＝36，2P＝4，2Q＝6

A1：1，2，3;A2：-11，-12，19;A3：21，-28，-29;A4：-10，20，-30;B1：25，26，27;B2：7，-35，-36;B3：9，-16，-17;B4：8，-18，-34;C1：13，14，15，C2：-23，-24，31;C3：-4，-5，33;C4：-6，-22，32

（2）Z1＝72，2P＝8，2Q＝6

A1：1，2，3，-64，-65，-66;A2：37，38，-46，-47，-48，57;A3：-10，19，20，21，-29，-30;A4：-11，-12，2-28，39，55，56;B1：-16，-17，-18，25，25，26，27;B2：9，61，62，-70，-71，-72;B3：-34，43，44，45，-53，-54;B4：7，8，-35，-36，-52，63;C1：-40，-41，-42，49，50，51;C2：13，14，-22，-23，-24，33;C3：-5，-6，-58，67，68，69;C4：-4，15，31，32，-59，-60

4.采用3Y-3Y+Y联结法实现谐波起动时，定子绕组分为十二段：A0，A1，A2，A3，B0，B1，B2，B3，C0，C1，C2，C3，按图5所示联结。下面举二实例说明上述十二段绕组按图中箭头方向串联时的槽号。

（1）Z1＝36，2P＝6，2Q＝4

A0：-8，-20-32;A1：1，，2，3;A2：25，26，27;A3：13，14，15;B0：6，18，30;B1：-11，-12，19;B2：7，-35，-36;B3：-23，-24，31;C0：10，22，34;C1：21，-28，-29;C2：9，-16，-17;C3：-4，-5，33

（2）Z1＝72，2P＝6，2Q＝8

A0：4，-15，28，-39，52，-63;A1：1，2，3，-64，-65，-66;A2：-16，-17，-18，25，26，27;A3：-40，-41，-42，49，50，51;B0：11，12，35，36，59，60;B1：37，38，-46，-47，-48，57;B2：9，61，62，-70，-71，-72;B3：13，14，-22，-23，-24，33;C0：-7，-8，-31，-32，-55，-56;C1：-10，19，20，21，2-29，-30;C2：-34，43，44，45，-53，-54;C3：-5，-6，-58，67，68，69

（Ⅲ）谐波起动绕线型异步电动机转子绕组的联结法

谐波起动绕线型异步电动机的转子上只有一套绕组，并且固定地联结着二个以上的起动电阻，其总的设计要求是：对转子绕组进行分段，将这些分段绕组成对地组合成各并联回路，并把这些并联回路串并联为多相绕组，其每相绕组至少同一个安装在转轴上的起动电阻元件相联结，构成对称多相电路，所述的各并联回路应这样组合，以使在电动机起动时，由定子起动谐波感应于转子中的电流必须经过起动电阻才能构成通路，并且这时的转子电流构成一个对称的多相系统，产生一个极数与起动谐波的一样的圆形旋转磁场;但定子基波磁场感应于转子中的电流则不经过上述起动电阻便自行构成短路回路，并且这时的转子电流构成一个对称的多相系统，产生一个极数与基波的一样的圆形旋转磁场。

实现上述设计总要求的转子绕组有很多种不同联结法，下面就常用的基波极数2P和转子槽数Z2列举一些较好的联结法。

1.三相星形联结-将转子绕组分为十八段：A1′，A2′，A3′，A4′，A5′，A6′，B1′，B2′，B3′，B4′，B5′，B6′，C1′，C2′，C3′，C4′，C5′，C6′，当只有一个起动谐波时，采用图9所示的联结法，需要三个起动电阻Rst;当有二个起动谐波时，采用图10所示的联结法，需要起动电阻Rst。这种联结法适用于很多情况，例如，基波极数为2P＝6，单个起动谐波极数为2Q＝4，双个起动谐波极数为2Q＝4，8时，所有转子槽数Z2＝36，54，72，90，…，普遍说Z2＝36+18n，式中n＝0，1，2，3，…，都可采用该联结法。下面例举两个实例的十八段绕组所串联的槽号。

（1）Z2＝36，2P＝6，2Q＝4或2Q＝4，8

A1′：1，2;A2′：19，20;A3′：3，4;A4′：21，22;A5′：-11，-12;A6′：-29，-30;B1′：7，8;B2′：25，26;b3′：9，10;B4′：27，28;B5′：17，-18;B6′：-35，-36;C1′：13，14;C2′：31，32;C3′：15，16;C4′：33，34;C5′-5，-6;C6′：-23，-24

（2）Z2＝54，2P＝6 2Q＝4或2Q＝4，8

A1′：1，2，3;A2′：28，29，30;A3′：4，5，6;A4′：31，32，33;A5′：-16，-17，-18;A6′：-43，-44，-45;B1′：10，11，12;B2′：37，38，39;B3′：13，14，15;B4′：40，41，42;B5′：-25，-26，-27;B6′：-52，-53，-54;C1′：19，20，21;C2′：46，47，48;C3′：22，23，24;C4′：49，50，51;C5′：-7，-8，-9;C6′：-34，-35，-36

2.两相星形联结-将转子绕组分为二十四段：A1′，A2′，A3′，A4′，A5′，A6′，A7′，A8′，B1′，B2′，B3′，B4′，B5′，B6′，B7′，B8′，C1′，C2′，C3′，C4′，C5′，C6′，C7′，C8′，当只有一个起动谐波时，采用图11所示联结法，只需两个起动电阻Rst;当有二个起动谐波时，采用图12所示联结法，需要十二个起动电阻Rst。这种联结法适用于很多情况，例如，基波极数为2P＝8，单个起动谐波极数为2Q＝6，双个起动谐波极数为2Q＝6，10时，所有转子槽数Z2＝24+12n，式中n＝0，1，2，3，…，都可采用该联结法。下面例举两个实例的二十四段绕组所串联的槽号。

（1）Z2＝36，2P＝8 2Q＝6或2Q＝6，10

A1′：1，2;A2′：19，20;A3′：3;A4′：20;A5′：4，5;A6′：22，23;A7′：6;A8′：24;B1′：13，14;B2′：31，32;B3′：15;B4′：33;B5′：16，17;B6′：34，35;B7′：18;B8′：36;C1′：25，26;C2′：7，8;C3′：27;C4′：9;C5′：28，29;C6′：10，11;C7′：30;C8′：12

（2）Z2＝48，2P＝8，2Q＝8或2Q＝6，10

A1′：1，2;A2′：25，26;A3′：3，4;A4′：27，28;A5′：5，6;A6′：29，30;A7′：7，8;A8′：31，32;B1′：17，18;B2′：41，42;B3′：19，20;B4′：43，44;B5′：21，22;B6′：45，46;B7′：23，24;B8′：47，48;C1′：33，34;C2′：9，10;C3′：35，36;C4′：11.12;C5′：37，38;C6′：13，14;C7′：39，40;C8′15，16

3.五相星形联结-将转子绕组分为三十段：A1′，A2′，A3′，A4′，A5′，A6′，B1′，B2′，B3′，B4′，B5′，B6′，C1′，C2′，C3′，C4′，C5′，C6′，D1′，D2′，D3′，D4′，D5′，D6′，E1′，E2′，E3′，E4′，E5′，E6′，当只有一个起动谐波时，采用图13所示的联结法，需要五个起动电阻Rst;当有二个起动谐波时，采用图14所示联结法，需要十五个起动电阻Rst。另一种五相星形联结是将转子绕组分为四十段A1′，：A2′，A3′，A4′，A5′，A6′，A7′，A8′，B1′，B2′，B3′，B4′，B5′，B6′，B7′，B8′，C1′，C2′，C3′，C4′，C5′，C6′，C7′，C8′，D1′，D2′，D3′，D4′，D5′，D6′，D7′，D8′，E1′，E2′，E3′，E4′，E5′，E6′E7′，E8′，当有一个起动谐波时，采用图15所示联结法，只需五个起动电阻Rst;当只有二个起动谐波时，采用图16所示联结法，需要十个起动电阻Rst。

下面对上述两种联结法各举一实例说明各段绕组所串联的槽号。

（1）Z2＝90，2P＝10，2Q＝8时采用图13联结法，2Q＝8，12，采用图14联结法，三十段绕组串联的槽号如下：

A1′：1，2，3;A2′：46，47，48;A3′：25，26，27;A4′：70，71，72;A5′：-13，-14，-15;A6′：-58，-59，-60;B1′：28，29，30;B2′：73，74，75;B3′：7，8，9;B4′：52，53，54;B5′：-40，-41，-42;B6′：-85，-86，-87;C1′：10，11，12;C2′：55，56，57;C3′：34，35，36;C4′：79，80，81;C5′：-22，-23，-24;C6′：-67，-68，-69;D1′：37，38，39;D2′：82，83，84;D3′：16，17，18;D4′：61，62，63;D5′：-4，-5，-6;D6′：-49，-50，-51;E1′：19，20，21;E2′：64，65，66;E3′：43，44，45;E4′：88，89，90;E5′：-31，-32，-33;E6′：-76，-77，-78

（2）Z2＝120，2P＝10，2Q＝8时采用图15联结法，2Q＝8，12时时采用图16联结法，四十段绕组串联的槽号如下：

A1′：1，2，3;A2′：61，62，63;A3′：4，5，6;A4′：64，65，66;A5′：31，32，33;A6′：91，92，93;A7′：34，35，36;A8′：94，95，96;B1′：37，38，39;B2′：97，98，99;B3′：40，41，42;B4′：100，101，102;B5′：7，8，9;B6′：67，68，69;B7′：10，11，12;B8′：70，71，72;C1′：13，14，15;C2′：73，74，75;C3′：16，17，18;C4′：76，77，78;C5′：43，44，45;C6′：103，104，105;C7′：46，47，48;C8′：106，107，108;D1′：49，50，51;D2′：109，110，111;D3′：52，53，54;D4′：112，113，114;D5′：19，20，21;D6′：79，80，81;D7′：22，23，24;D8′：82，83，84;E1′：25，26，27;E2′：85，86，87;E3′：28，29，30;E4′：88，89，90;E5′：55，56，57;E6′：115，116，117;E7′：58，59，60;E8′：118，119，120

4.特殊的三相星形联结-将转子绕组分为十八段：A1′，A2′，A3′，A4′，A5′，A6′，B1′，B2′，B3′，B4′，B5′，B6′，C1′，C2′，C3′，C4′，C5′，C6′，当只有一个起动谐波时，采用图17所示的联结法，需要三个起动电阻Rst;当有二个起动谐波时，采用图18所示联结法，需要九个起动电阻Rst。下面举一实例说明十八段绕组串联的槽号;

Z2＝54，2P＝4，2Q＝2时采用图17联结法，2Q＝2，6时条用图18联结法：A1′：1，2，3;A2′：28，29，30;A3′：4，5，6;A4′：31，32，33;A5′：7，8，9;A6′：34，35，36;B1′：19，20，21;B2′：46，47，48;B3′：22，23，24;B4′：49，50，51;B5′：25，26，27;B6′：52，53，54;C1′：37，38，39;C2′：10，11，12;C3′：40，41，42;C4′：13，14，15;C5′：43，44，45，

C6′16，17，18

5.特殊的两相星形联结-将转子绕组分为十二段：A1′，A2′，A3′，A4′，B1′，B2′，B3′B4′，C1′，C2′，C3′，C4′，当只有一个起动谐波时，采用图20所示联结法，需要三个起动电阻Rst;当有二个起动谐波时，采用图21所示联结法，需要六个起动电阻。

下面举一个实例说明十二段绕组串联的槽号。

Z2＝36，2P＝4，2Q＝2或2Q＝2，6

A1′：1，2，3;A2′：19，20，21;A3′：4，5，6;A4′：22，23，24;B1′：13，14，15;B2′：31，32，33;B3′：16，17，18;B4′：34，35，36;C1′：25，26，27;C2′：7，8，9;C3′：28，29，30;C4′：10，11，12

6.单层的三相同心式联结-当基波极数2P在4以上，凡是转子每极槽数Z2/2P为3的倍数，便可采用单层绕组的三相同心式联结。例如Z2＝36，2P＝4，2Q＝2，可采用图23所示联结法，需要三个起动电阻。

7.单层的两相同心式联结-当基波极数在4以上，凡是转子每极槽数Z2/2P为偶数，便可采用单层绕组的两相同心式联结。例如Z2＝36，2P＝6，2Q＝4或2Q＝4，8，可采用图22所示联结法，需要六个起动电阻。

（Ⅳ）谐波起动的隐极式同步电动机转子绕组联结方式：

谐波起动的隐极式同步电动机的转子上只有一套绕组，该绕组联结着三个电阻元件作为起动电阻，并有两点接至两个滑环。其设计要求是：对起动谐波感应于转子中的电流，必须经过起动电阻才能构成通路，但由滑环进入的直流励磁电流却不经过上述起动电阻便自行构成通路，这时要求励磁电流通过绕组产生一个相当强的基波极数磁场，另一方面还要求异步运行时，基波磁场感应于转子中的电动势能产生多相电流，而起到削弱电机振荡的阻尼作用。符合上述要求的转子绕组联结的最好方式如图19所示，将转子绕组分为六段：A1′，A2′，B1′，B2′，C1′，C2′，联结成两个对接星形，对接点M、N、F联结三个起动电阻Rst，而两个星形的中点S+和S-分别接至滑环，用以通入直流励磁电流。前述三个起动电阻可以固定地与转子绕组联结在一起，装在转子上，这时转子上只有二个滑环，结构简单;但也可以另外增加三个滑环，分别与绕组中的M、N、F三点连接，通过电刷而把起动电阻放在电机外面，这时可根据负载情况调节起动电阻的大小而动，只是共需五个滑环，结构比较复杂。下面列举四个实例说明六段绕组所串联的槽号。

（1）Z2＝54，2P＝4，2Q＝2

A1′：1，2，3，4，5，-42，-43，-44，-45;A2′：15，16，17，18，-28，-29，-30，-31，-32;B1：-24，-25，-26，-27，37，38，39，40，41;B2′：-10，-11，-12，-13，-14，51，52，53，54;C1：33，34，35，36，-46，-47，-48，-49，-50;C2′：-6，-7，-8，-9，19，20，21，22，23

（2）Z2＝36，2P＝6，2Q＝4

A1′：2，3，-10，-31，-32，-33;A2′：-13，-14，-15，20，21，-28;B1′：-1，7，8，29，30，-36;B2′：11，12，-18，-19，25，26;C1′：-9，16，17，-22，-23，-24;C2′：-4，-5，-6，-27，34，35

（3）Z2＝54，2P＝8，2Q＝6

A1′：1，2，3，-35，-36，42，43，-49，-50;A2′：8，9，-15，-16，22，23，-28，-29，-30;B1′：7，33，-40，-41，46，47，48，-53，-54;B2′：-6，13，14，-19，-20，-21，26，27，-34;C1′：-10，-11，-12，17，18，-24，-25，31，32;C2′：-4，-5，37，38，39，-44，-45，51，52

（4）Z2＝48，2P＝10，2Q＝8

A1′：1，2，-6，-7，11，12，-16，-45;A2′：-21，25，26，-30，-31，35，36，-40;B1′：3，4，-8，-37，41，42，-46，-47;B2′：-13，17，18，-22，-23，27，28，-32;C1′：-29，33，34，-38，-39，43，44，-48;C2′：-5，9，10，-14，-15，19，20，-24

（Ⅴ）谐波起动的笼型异步电动机的鼠笼结构方式

谐波起动的鼠笼型异步电动机的鼠笼转子由导条（2）和一个由高电阻材料制成的端环（1）和一个由低电阻材料制成的端环，或者两个都是由高电阻材料制成的端环焊接而成，把高电阻端环作为起动电阻;每个高电阻端环（1）的前后两边装置着许多用低电阻材料制成的连接片（3），每个连接片（3）把两根导条（2）短路，这里应设计成：由起动谐波感应于转子中的电流，必须经过高电阻端环（1）才能流通，但基波磁场感应的电流只经过导条（2）和上述连接片（3）以及低电阻端环（如果有的话）便构成低电阻的闭合回路。连接片在高电阻端环（1）两边的布置方式如图24和图25所示，其中，图24的布置方式适用于基波极数为2P＝2，图25的布置方式适用于其他的基波极数，只是对不同极数和槽数，连接片的数量和长度有所改变。下面分为三类用实例进一步说明。

1.多相联结法-鼠笼前后两个端环中，一个用低电阻材料制成，另一个用高电阻材料制成，在高电阻端环（1）的前后两边上固定着许多连接片（3），把所有相隔180°〔机械角度〕的两根导条（2）短路。这种鼠笼结构适用于基波极数2P＝2，而起动谐波的极数2Q＝4的情况。此时连接片（3）在高电阻端环（1）两边上的联结法如图24所示，其中图24a为端环（1）正面三根连接片（3）的联结法，图24b为端环背面三根连接片（3）（用虚线表示）的联结法。

2.三相联结法-两个端环都采用高电阻端环（1），当基波极数2P在4以上，只要转子每极槽数Z2/（2P）为3的倍数，便可采用三相联结法，这时每极每相槽数Q2＝Z2/（6P）＝整数，因此每相包含Q2个闭合回路，整个转子的导条（2）和连接片（3）构成3Q2个闭合回路，并且同时适用于起动谐波极数为2Q＝2P-2和2Q＝2P+2。下面举二实施例：

（1）Z2＝24，2P＝4，2Q＝2，6

连接片（3）在端环（1）前后两边的联结法如图25所示，其中图25a为前端环（1）两边连接片的联结法，实线画的连接片（3）位于端环（1）正面，而虚假画的位于端环（1）背面（即紧靠铁心的一面）;图25b为后端环（1）两边连接片的联结法，实线连接片（3）位于靠近铁心的一面，（正面），虚线连接片（3）位于其背面（即靠近轴承的一面）。这时Q2＝2，转子共有3×2＝6个闭合回路。为了清楚表示整个转子六个闭合回路的联结法，把图25中的两个图合并为一个展开图，如图26所示，这时每个连接片（3）用一根弧线表示，画在导条（2）圆周里面的弧线（3′）为前端环两边的连接片（3），实线为正面，虚线为背面;画在导条圆周外面的弧线（3′）为后端环两边的连接片（3），实线的位于正面，虚线的位于背面。为便于绘图，后面所有实例都只用这种展开图说明。

（2）Z2＝48，2P＝8，2Q＝6，10

该实例的连接片联结法的展开图如图27所示，从图可见导条和连接片构成的六个闭合回路。

（3）两相联结法-两个端环都采用高电阻端环，当基波极数2P在4以上，凡是转子每极槽数Z2/2P为偶数，都可采用两相联结法，这时每极每相槽数Q2＝Z2/4P＝整数，因此每相有Q2个闭合回路，整个转子的导条和连接片构成2Q2个闭合回路，且同时适用于起动谐波极数为2Q＝2P-2和2Q＝2P+2。下面举三个实例。

（1）Z2＝24，2P＝6，2Q＝4，8

该实例的联结法的展开图如图28所示，从图可见这时半数导条和用实线表示的连接片构成两个闭合回路，另外半数导条和用虚线表示的连接片构成另外两个闭合回路，整个转子共有四个闭合回路，与理论分析2Q2＝2×2＝4一致。

（2）Z2＝32，2P＝8，2Q＝6，10

该实例的联结法的展开图如图29所示，从图也清楚看到整个转子有四个闭合回路。

（3）Z2＝40，2P＝10，2Q＝8，12

该实例的联结法的展开图如图30所示，也共有四个闭合回路。