二百五十二槽十四极对称四支路双层三相绕组的接线方法技术

本发明专利技术公开了一种二百五十二槽十四极对称四支路双层三相绕组的接线方法，能使电机定子铁芯轴向长度小、能降低厂房高度，降低电机和厂房建设成本的二百五十二槽十四极对称四支路双层三相定子绕组相带划分、支路划分方法及接线方法，指出可连接成标准60°相带的对称双层波绕组或叠绕组，也可连接成非60°相带对称双层波绕组或叠绕组，均须以整距连接。本发明专利技术适用交流电机定子绕组，尤其适合水轮发电机和抽水蓄能电机的定子绕组。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，能使电机定子铁芯轴向长度小、能降低厂房高度，降低电机和厂房建设成本的二百五十二槽十四极对称四支路双层三相定子绕组相带划分、支路划分方法及接线方法，指出可连接成标准60°相带的对称双层波绕组或叠绕组，也可连接成非60°相带对称双层波绕组或叠绕组，均须以整距连接。本专利技术适用交流电机定子绕组，尤其适合水轮发电机和抽水蓄能电机的定子绕组。【专利说明】
本专利技术涉及三相双层对称绕组的接线方法，尤其涉及一种。
技术介绍
抽水蓄能电站具有削峰填谷、调相、调频及事故备用等功能，抽水蓄能电机存在发电和电动两种工况，具有频繁启停、双向旋转和转速高的特点，其设计难度较较大。转速为428.6r/min (十四极)、容量约为300MW的抽水蓄能机组的水泵水轮机的优越性能使其得以广泛应用。但对于十四极电机，其定子绕组按常规对称方式接线，可选支路数只有1、2、7和14，相应的额定电压为13.8kV和15.75kV，且选择I支路和2支路，支路电流超出现有空冷技术的最高限制，选择14支路，支路电流过低，最终，只能选择7支路，但是，此时支路电流仍然偏低，发电机的经济性不好。在其他结构尺寸不变的条件下，如果采用4支路，则支路电流与现有绝大多数抽水蓄能机组相当，其定子铁心和定子线棒长度能缩短500_左右，从而电机成本和电站建设成本均可以降低。 现有技术中，通常三相双层绕组的接线，可先计算出单元电机、绕组循环数，并绘制星形图，然后将星形图的电势矢量划分为六个相带。其中，六个相带分别用A、Z、B、X、C、Y顺次表示，每个相带的电势矢量分布角度为60°，将6个相带所包含的所有电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，A相带合成矢量和X相带合成矢量、B相带合成矢量和Y相带合成矢量、C相带合成矢量和Z相带合成矢量，分别相差180°，且A、B、C三相的合成矢量互差120° ;然后直接绘制定子绕组接线图或将星形图展开为方块图后绘制定子绕组接线图。绘制星形图时，星形图中各槽号对应的矢量为同一线圈的上层边和下层边电势矢量的合成。 对于二百五十二槽十四极电机的定子绕组，如果每极每相槽数选择为整数，按现有的星形图绘制方法，其星形图从内到外共有7层，即星形图从内到外有7层重叠的电势矢量，划分为6个相带，每相均包含14层重叠的电势矢量(正相带有7层，负相带有7层，共14层)，要接成对称的4支路，就需要将这14层电势矢量均分为4组，每一支路占层重叠的电势矢量，不能按现有技术的接线方法接出对称的a条支路，即二百五十二槽十四极电机的定子绕组按现有技术的相带划分和接线方法接成4支路是不满足对称条件的。类似的，可以推导出，如果每极每相槽数选择为分数，按现有技术的相带划分和接线方法接成4支路也是不满足对称条件的。每相4支路不对称，在实际运行过程中必将导致定子绕组中产生环流，而环流会影响发电机长期可靠运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种，本专利技术能够通过降低机组的轴向长度，达到降低发电机成本、降低厂房高度和厂房建设成本的目的。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种，其特征在于包含以下步骤:(1)、将定子绕组上、下层线棒电势矢量都绘制于星形图中；(2)、将所述星形图中的电势矢量划分为A、Z、B、X、C、Y六个相带，将每个相带所包含的电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，得到六个相带的合成矢量，A、X相带的合成矢量大小相等，B、Y相带的合成矢量大小相等，C、Z相带的合成矢量大小相等，且A相带合成矢量和X相带合成矢量相差180°，B相带合成矢量和Y相带合成矢量相差180°，C相带合成矢量和Z相带合成矢量相差180°，A、B、C三相的合成矢量互差120°，(3)、每个相带均包含2条支路，A、X相带的4条支路构成A相绕组，B、Y相带的4条支路构成B相绕组，C、Z相带的4条支路构成C相绕组，从而构成三相双层对称4支路叠绕组或构成三相双层对称4支路波绕组；所述星形图由内到外共有14层重叠的电势矢量，每相每支路均包含7层重叠的电势矢量，每一支路有K层包含6个电势矢量，且K为不大于7的正奇数； 当1(=7时，六、2、8、父、(:、￥为60°标准相带；当K〈7时，每一支路有层包含的电势矢量个数,f大于6，每一支路有￥层包含的电 隹|V|.每势矢量个数I小于6，且^ + ?1 =12 ,其中i，j=l，2，…，￥ ;A、Z、B、X、C、Y六个相带的分布角度大于60°，不同相带的电势矢量在星形图中交叉分布，每相每支路所属矢量在星形图中形成非60°相带的阶梯状分布。 实际接线时，所述波绕组或叠绕组的接线遵循相带和支路划分方式，并按整距从上层线棒自然地连到下层线棒，在必要时增加斜并头和连接线，使每相每支路包含的负相带电势矢量叠加至正相带后，满足每相每支路在星形图中的电势矢量分布。 采用本专利技术具有以下优点:一、与传统的对称支路绕组相比，本专利技术具有以下优点:(I)、能发挥水泵水轮机的优越性能，也能使电机的性能更加优越。 (2)、扩大了电机的电压、电流选择性，扩大了电机支路数和槽数选择范围，提升了电机研发技术。 (3)、在电机其他结构尺寸相当情况下，定子铁心长度和定子线棒长度较7支路缩短了 500_左右，降低了电机和厂房建设成本。 (4)、本专利技术采用的整距线圈，绕组短距系数为1，当采用60°标准相带时，绕组基波的绕组系数为0.9561，全谐波电压畸变率为1.196%，满足国家标准要求的小于5% ;当采用非60°阶梯状分布相带时，可以通过调整相带分布角，改变绕组感应电势基波及各次谐波的分布系数，即可调整感应电势基波及各次谐波的绕组系数，从而可以基本达到与传统短距绕组接近的谐波削弱效果、提高电能质量、减少谐波损耗、降低温升、提高电机效率。例如，图4所示的阶梯相带接成定子绕组，基波的绕组系数为0.9232，全谐波电压畸变率为 0.366%，远小于国家标准，谐波削弱效果良好，而且基波的绕组系数与传统的60°标准相带短距绕组的基波绕组系数相当。 (5)、本专利技术适用于凸极同步电机，尤其适用于428.6r/min (十四极)的抽水蓄能发电电动机，具有重大意义。 二、与连接成非对称绕组相比，本专利技术中的4支路电势大小相等、相位相同，在正常运行过程中，能避免产生环流，能够保障机组长期可靠运行。 【专利附图】【附图说明】 图1本专利技术的60°相带四支路对称双层绕组相带及支路划分示意图；图2本专利技术的60°相带四支路对称双层叠绕组接线图；图3本专利技术的非60°相带四支路对称双层绕组相带及支路划分示意图；图4本专利技术的非60°相带四支路对称双层叠绕组接线图。 【具体实施方式】 一种，包含以下步骤:(1)、将定子绕组上、下层线棒电势矢量都绘制于星形图中；(2)、将所述星形图中的电势矢量划分为A、Z、B、X、C、Y六个相带，将每个相带所包含的电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，得到六个相带的合成矢量，A、X相带的合成矢量大小相等，B、Y相带的合成矢量大小相等，C、Z相带的合成矢量大小相等，且A相带合成矢量和X相带合成矢量相差180°，B相带合成矢量和Y相带合成矢量相差18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二百五十二槽十四极对称四支路双层三相绕组的接线方法，其特征在于包含以下步骤：（1）、将定子绕组上、下层线棒电势矢量都绘制于星形图中；（2）、将所述星形图中的电势矢量划分为A、Z、B、X、C、Y六个相带，将每个相带所包含的电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，得到六个相带的合成矢量，A、X相带的合成矢量大小相等，B、Y相带的合成矢量大小相等，C、Z相带的合成矢量大小相等，且A相带合成矢量和X相带合成矢量相差180°，B相带合成矢量和Y相带合成矢量相差180°，C相带合成矢量和Z相带合成矢量相差180°，A、B、C三相的合成矢量互差120°；（3）、每个相带均包含条支路，A、X相带的4条支路构成A相绕组，B、Y相带的4条支路构成B相绕组，C、Z相带的4条支路构成C相绕组，从而构成三相双层对称4支路叠绕组或构成三相双层对称4支路波绕组；所述星形图由内到外共有14层重叠的电势矢量，每相每支路均包含7层重叠的电势矢量，每一支路有K层包含6个电势矢量，且K为不大于7的正奇数；当K=7时，A、Z、B、X、C、Y为60°标准相带；当K<7时，每一支路有层包含的电势矢量个数大于6，每一支路有层包含的电势矢量个数小于6，且，其中i，j=1，2，…，；A、Z、B、X、C、Y六个相带的分布角度大于60°，不同相带的电势矢量在星形图中交叉分布，每相每支路所属矢量在星形图中形成非60°相带的阶梯状分布。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小康，邹应冬，钱昌燕，钱生坤，骆林，罗永刚，李建富，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51