对称四支路叠绕组连接方法技术

本发明专利技术公开一种对称四支路叠绕组连接方法，绕组的极对数为奇数，每极每相槽数为2n，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同；构成每相绕组的四条并联支路中两两支路绕组分布规律相同，通过调整某两对极的线圈跨距，构成跨距为3×2n、3×2n+1和3×2n‑(2n‑1)个槽距的对称四支路叠绕组；本发明专利技术打破了传统交流绕组理论限制，为极对数为奇数的电机提供了对称四支路叠绕组连接方法，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，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，并提高了整个电站系统的技术经济指标。

【技术实现步骤摘要】
对称四支路叠绕组连接方法
本专利技术涉及交流绕组领域，具体涉及一种对称四支路叠绕组连接方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供一种对称四支路叠绕组连接方法，虽然四支路绕组不是极对数为奇数的常规支路数，但通过调整接线方式仍可获得对称支路的对称绕组，且接线简单方便，可有效地解决容量电压转速不匹配的矛盾，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，本专利技术的技术方案为：本专利技术公开一种对称四支路叠绕组连接方法，其特征是：绕组的极对数p为奇数，即p＝2m+1，每极每相槽数为2n，m为零和任意正整数，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同，即：每相绕组由四条支路绕组构成，两两支路绕组分布规律相同，且四条支路绕组的电势和磁势相等，支路绕组对称；相绕组的电势大小、时间相角差以及相绕组的磁势大小、空间相角差均相等，相绕组对称；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2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；第m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其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、列编号为偶数2至2(n-1)的n-1个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为奇数的n-1个槽内下层线棒依次相连构成n-1个线圈，将列编号为2n的槽内上层线棒与跨距为3×2n-(2n-1)个槽距、列编号为1的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2M+2号半极相组；第m+2极至第2m+1极的每极2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；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：第(2m+1)+1极至第(2m+1)+m极的每极2n个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5M+1号极相组、5M+2号极相组、直至5M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；第(2m+1)+m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其按照电势相加的原则依次串联构成6M+1号半极相组；将5M+1号极相组到5M+m号极相组和6M+1号半极相组按照电势相加的原则依次串联构成第三支路绕组；第四支路绕组为：第(2m+1)+m+1极、列编号为偶数的2至2(n-1)的n-1个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为奇数的n-1个槽内下层线棒依次相连构成n-1个线圈，将列编号为2n的槽内上层线棒与跨距为3×2n-(2n-1)个槽距、列编号为1的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成6M+2号半极相组；第(2m+1)+m+2极至第2×(2m+1)极的每极2n个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7M+1号极相组、7M+2号极相组、直至7M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；将6M+2号半极相组和7M+1号极相组到7M+m号极相组按照电势相加的原则依次串联构成第四支路绕组。本专利技术公开一种对称四支路叠绕组连接方法，其特征是：所述线圈的跨距不等，分别为3×2n、3×2n+1和3×2n-(2n-1)个槽距，线圈跨距的调整均在非出线侧进行。本专利技术技术效果：根据交流绕组理论，极对数为奇数的绕组，其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。正是这种原因，给电机设计带来巨大困难，使电机出现容量、电压和转速不匹配的矛盾以及性能、结构不合理等一系列问题。以往解决的方法是，要么放弃此转速下水轮机优越的性能而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。而本专利技术打破了交流绕组理论限制，通过跨接线等特殊技术方法改变线圈跨距，获得了对称四支路叠绕组，为极对数为奇数的电机提供了对称四支路叠绕组连接方法；虽然四支路绕组不是奇数对极的常规可选支路数，但未使绕组的制造和安装工艺复杂；相反，由于槽数减少、槽形尺寸变大，可以使线棒的截面尺寸合理，便于制造和安装；同时增大了定子齿距，有利于线棒的安装和绑扎，预防电晕、提高电机的安全可靠性；另外，由于支路数减少，使定子铁心长度缩短，可以降低厂房高度，减少电站的建设成本；更重要的是能提高电机的超瞬变电抗等性能指标，使电机性能更加合理，并提高电站系统的技术经济指标；综上所述，采用了四支路绕组，有效地解决了大容量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，可提高电机的性能，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。附图说明图1为本专利技术A相带线圈位置分布示意图。图2为本专利技术X相带线圈位置分布示意图。图3为本专利技术各支路绕组连接示意图。具体实施方式本专利技术具体实施方式描述如下，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。本专利技术公开一种对称四支路叠绕组连接方法，绕组的极对数p为奇数，即p＝2m+1，每极每相槽数为2n，m为零和任意正整数，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同，即：每相绕组由四条支路绕组构成，两两支路绕组分布规律相同，且四条支路绕组的电势和磁势相等，支路绕组对称；相绕组的电势大小、时间相角差以及相绕组的磁势大小、空间相角差均相等，相绕组对称；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2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；第m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对称四支路叠绕组连接方法，其特征是：绕组的极对数p为奇数，即p＝2m+1，每极每相槽数为2n，m为零和任意正整数，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同，即：每相绕组由四条支路绕组构成，两两支路绕组分布规律相同，且四条支路绕组的电势和磁势相等，支路绕组对称；相绕组的电势大小、时间相角差以及相绕组的磁势大小、空间相角差均相等，相绕组对称；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2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；第m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其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、列编号为偶数2至2(n‑1)的n‑1个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为奇数的n‑1个槽内下层线棒依次相连构成n‑1个线圈，将列编号为2n的槽内上层线棒与跨距为3×2n‑(2n‑1)个槽距、列编号为1的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2M+2号半极相组；第m+2极至第2m+1极的每极2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；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：第(2m+1)+1极至第(2m+1)+m极的每极2n个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5M+1号极相组、5M+2号极相组、直至5M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；第(2m+1)+m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其按照电势相加的原则依次串联构成6M+1号半极相组；将5M+1号极相组到5M+m号极相组和6M+1号半极相组按照电势相加的原则依次串联构成第三支路绕组；第四支路绕组为：第(2m+1)+m+1极、列编号为偶数的2至2(n‑1)的n‑1个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为奇数的n‑1个槽内下层线棒依次相连构成n‑1个线圈，将列编号为2n的槽内上层线棒与跨距为3×2n‑(2n‑1)个槽距、列编号为1的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成6M+2号半极相组；第(2m+1)+m+2极至第2×(2m+1)极的每极2n个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7M+1号极相组、7M+2号极相组、直至7M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；将6M+2号半极相组和7M+1号极相组到7M+m号极相组按照电势相加的原则依次串联构成第四支路绕组。...

【技术特征摘要】
1.一种对称四支路叠绕组连接方法，其特征是：绕组的极对数p为奇数，即p＝2m+1，每极每相槽数为2n，m为零和任意正整数，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同，即：每相绕组由四条支路绕组构成，两两支路绕组分布规律相同，且四条支路绕组的电势和磁势相等，支路绕组对称；相绕组的电势大小、时间相角差以及相绕组的磁势大小、空间相角差均相等，相绕组对称；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2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；第m+1极、列编号为奇数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为偶数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其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、列编号为偶数2至2(n-1)的n-1个槽内上层线棒与跨距为3×2n+1个槽距、列编号为奇数的n-1个槽内下层线棒依次相连构成n-1个线圈，将列编号为2n的槽内上层线棒与跨距为3×2n-(2n-1)个槽距、列编号为1的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2M+2号半极相组；第m+2极至第2m+1极的每极2n个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，线圈跨距为3×2n个槽距；将2M+2...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕纯辉，胡刚，李金香，陈爽，王韬，盛杉，刘平安，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23