[发明专利]极对数为奇数的整数槽短距波绕组对称四支路接线法

说明书

本发明公开了极对数为奇数的整数槽短距波绕组对称四支路接线法，S1、将全部槽位分成基本相带槽位和短距相带槽位；S2、将基本相带槽位和短距相带槽位均分成A、B、C三相；S3、将每相下的2p个槽位以p个槽号单元交替构筑两条槽号支路；S4、将每条槽号支路里槽中的上、下导体以3q的节距交替串接构成两条绕组回路，两条槽号支路共组成四条绕组回路；S5、将四条绕组回路各打开一处作为端子并联引出即构成并联四支路绕组；绕组的前后结构节距相等并具有能削弱高次谐波的短距比，每支路由具有电气短距效应的基本相带和短距相带构成，绕组并联的四支路完全对称平衡无环流；突破传统的电机绕组理论中极对数为奇数时整数槽不存在短距对称四支路的限制。

技术领域

本发明涉及三相交流电机绕组领域，尤其涉及一种极对数为奇数的整数槽短距波绕组对称四支路接线法。

背景技术

一般而言，三相电机即相数m＝3，极对数为p、定子槽数为Z的双层波绕组，当每极每相槽数q＝Z/(m×2p)＝整数时，按照传统的绕组设计方法，一个线圈总是由一个上层边和一个下层边构成，以线圈为设计单元、用6×60°电角度划分相带，在采用短距即线圈的上层边和下层边相隔的槽距y₁≠3q时，绕组可能的并联支路数a必须是极数2p的因数才能做到支路对称平衡，因此如果p为奇数，则2p不含因数4，因此不存在a＝4的对称平衡支路。对于大容量水轮发电机组，众多场合是属于p＝7、11、13、17这样大奇数极对数的，则设计短距绕组时如果只能选择a＝1、2、p、2p这样的支路数会使得支路电流太大或太小，为使电机的设计更为经济合理，实际设计时很多场合希望采用a＝4的方案。另一方面，从理论上讲，对于整数槽电机，如果以线圈为单元进行设计，极对数p为奇数时只有选择y₁＝3q的整距绕组才有可能实现a＝4的并联四支路绕组，但由于是整距绕组，存在高次谐波无法削弱的缺点，比如5、7次谐波的绕组系数达到了基波的15％～20％；或者采用非对称平衡四支路，虽然也能实现短距以消减高次谐波，但并联四支路存在基波、谐波环流这样的缺点。

发明内容

为了解决现有技术中并联四支路存在5、7次谐波不能削弱或基波、谐波环流的问题，本发明提供一种极对数为奇数的整数槽短距波绕组对称四支路接线法，每支路由具有电气短距效应的基本相带和短距相带构成，绕组并联的四支路完全对称平衡无环流。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

极对数为奇数的整数槽短距波绕组对称四支路连接方法，包括如下步骤：

S1、将全部槽位分成基本相带槽位和短距相带槽位；

S2、将基本相带槽位和短距相带槽位均分成A、B、C三相；

S3、将每相下的槽位以p个极距范围内的槽号为单元交替构筑两条槽号支路；

S4、将每条槽号支路里槽中的上、下导体以3q的节距交替串接构成两条绕组回路，两条槽号支路共组成四条绕组回路；

S5、将四条绕组回路各打开一处作为端子并联、引出，即构成并联四支路绕组，绕组的前后结构节距相等。能够实现每支路由具有电气短距效应的基本相带和短距相带构成，绕组并联的四支路完全对称平衡无环流。

进一步的，S1中包括，电机极对数为奇数p，每极每相槽数为整数q，将180°电角度范围内的3q个槽位按规律分成基本相带槽位和短距相带槽位，短距相带的首槽位和基本相带的首槽位偏移s个槽位。从而具有电气短距效应。

进一步的，电机槽数为Z、相数m＝3，采用每相60°电角度相带，三相在180°电角度下共有3q个槽位，每相占有q个槽位，每槽位下有2p个槽，每槽有两个导体。故每相有q×2p×2＝4pq个导体，因为4pq是整数且是4的倍数，所以在理论上具备实现每支路有pq个导体的并联四支路绕组接线。