[发明专利]一种不对称四支路分数槽叠绕组连接方法

说明书

本发明公开的一种不对称四支路分数槽叠绕组连接方法，此种绕组是由极相组和半极相组按照电势相加的原则依次串联构成的双层绕组，极相组和半极相组由线圈按照电势相加的原则依次串联构成，线圈由上层线棒和下层线棒通过端部连接构成，且为等节距线圈，线圈的连接调整均在出线侧；每相绕组由四条并联支路构成。本发明打破了传统对称绕组的限制条件，为极对数为奇数的电机提供了不对称四支路分数槽叠绕组连接方法，有效地解决了大型抽水蓄能电机和水轮发电机容量、电压和转速不匹配的矛盾，在保证水轮机性能的前提下，提高了电机的性能，使电机的结构合理、制造安装工艺性优良、维护简单、运行可靠，同时提高了整个电站系统的技术经济指标。

技术领域

本发明涉及交流绕组设计领域，具体涉及一种不对称四支路分数槽叠绕组连接方法。

背景技术

定子绕组是实现机电能量转换的重要部件，直接影响电机的各项性能。统计投运的水轮发电机发现，极对数为奇数的水轮发电机比较少，且容量也较小，定子绕组的支路数主要为一支路和二支路，主要受定子绕组可选支路数的限制。根据电机绕组理论，极对数为奇数的水轮发电机定子绕组的并联支路数要么太少要么太多，不存在四支路绕组，甚至不存在三支路绕组，这也是这类水轮发电机较少的一个重要原因。而随着容量增大更突显出容量、电压和转速不匹配的矛盾，给电机设计带来困难，使电机性能和结构不合理、电站系统的技术经济指标不佳。以往解决的方法是，要么放弃此转速下水轮机优越的性能采用其他转速的水轮机，要么接受电机不尽合理的性能，其代价昂贵。

发明内容

本发明提供一种不对称四支路分数槽叠绕组连接方法，虽然四支路不是极对数为奇数的常规绕组的支路数，但通过特殊接线方式仍可获得支路电势不对称度小于1％的不对称支路对称绕组方案，且接线简单方便，可有效地解决容量、电压和转速不匹配的矛盾，提高电机乃至整个电站系统的技术经济性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

本发明提供一种不对称四支路分数槽叠绕组连接方法：其特征是：由极相组和半极相组按照电势相加的原则依次串联构成的双层绕组，极相组和半极相组由线圈按照电势相加的原则依次串联构成；线圈由上层线棒和下层线棒通过端部连接构成，线圈的连接调整均在出线侧端部进行；根据谐波的削弱情况选取线圈节距，且为等节距线圈；每相绕组由四条并联支路构成，各支路绕组不对称分布、支路绕组的电势和磁势不等、支路绕组不对称；但相绕组的电势大小、时间相角差以及磁势大小、空间相角差相等，因此相绕组对称；绕组的极对数p为奇数，即p＝2m+1，每极每相槽数为其中m为零和任意正整数，n为任意正整数，且(2m+1)·n+c为整数2的倍数；绕组排列的循环序数为2m+1-c个n和c个n+1，则无论n为偶数还是奇数，n和n+1这两个数中必有一个数为偶数，将线圈数为偶数的两个极相组等分成，共计构成四个半极相组；另外，在支路线圈配置中使n和n+1个线圈交替、均匀分布；所述每条支路绕组为相邻个极的m个极相组和一个半极相组按电势相加的原则依次串联构成；为了编号方便起见，引入任意正整数M，且M大于等于2n和2m+1中的大者，所述每相四条并联支路绕组的结构为：

第一支路绕组为：

第一极至第m极的每极线圈按照电势相加的原则依次串联构成m个极相组，分别为M+1号极相组、M+2号极相组、直至M+m号极相组；第m+1极的线圈数配置成偶数，将其等分，二分之一线圈按照电势相加的原则依次串联构成2M+1号半极相组；将M+1号极相组到M+m号极相组和2M+1号半极相组按照电势相加的原则依次串联构成第一支路绕组；

第二支路绕组为：

第m+1极剩余的二分之一线圈按照电势相加的原则依次串联构成第2M+2号半极相组；第m+2极至第2m+1极的线圈按照电势相加的原则依次串联构成m个极相组，分别为3M+1号极相组、3M+2号极相组、直至3M+m号极相组；将2M+2号半极相组和3M+1号极相组到3M+m号极相组按照电势相加的原则依次串联构成第二支路绕组；

第三支路绕组为：