[發明專利]非常規對稱繞組的連接方法

有效

• 申請號: 201310594476.8
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103580342A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李金香;蔣寶鋼;李桂芬;胡剛;林雪成;王韜;王立芳;孫玉田
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司;哈爾濱大電機研究所
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及非常規對稱繞組的連接方法。

背景技術：

水輪發電機以及抽水蓄能電機，經常會遇到容量、轉速和電壓不匹配的問題。此時，電機會出現槽電流不合適，性能參數不盡合理，發電機出口開關設備參數選擇困難，主保護方案設計困難等難題，因此使整個電站系統的經濟性變差。而電機的轉速與極數相關，其變化是不連續的，極數又決定了常規繞組的支路數。在某一轉速下，支路數是固定的，因此會出容量、轉速和電壓不匹配的矛盾。在遇到上述矛盾時，通常的做法是繞道而行，要么改變水輪機轉速，迫使水輪機偏離最佳運行區域；要么接受電機某些不盡合理的性能，使電站的經濟性下降。二者的代價均很昂貴。

常規的三相繞組構成原則中要求三相繞組的電勢和磁勢基波必須對稱，即三相繞組的基波電勢和磁勢大小相等、相位相差120°電角度；電勢和磁勢波形盡量接近正弦，諧波盡可能小。為了得到對稱的電勢和磁勢，對于整數槽，在極數為支路數整數倍的情況下，繞組總是對稱的；對于分數槽繞組，應滿足d/m不能是整數，2p/da是整數的條件，繞組才能是對稱的，d為每極每相槽數的分母，m為相數，p為極對數，a為并聯支路數。

對于極對數為奇數的電機，采用常規繞組無法解決容量、轉速和電壓不匹配的矛盾；如果采用非常對稱繞組，可以解決容量、轉速和電壓不匹配的矛盾，但極數不是支路數的整數倍，不滿足常規繞組對稱條件，因此無法構成常規繞組。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是當電機的極對數是奇數時，提供一種能夠把交流電機繞組連接成非常規對稱繞組的方法。本發明的技術方案是：一種非常規對稱繞組的連接方法，

1、繞組槽數為支路數和相數之積的整數倍；

2、對于整數槽來說，每極每相槽數為偶數，每支路的線棒數為每極每相槽數的整數倍；

3、對于分數槽來說，以假分數表示的每極每相槽數的分子為偶數，每支路的線棒數為其分子的整數倍；

4、構成每支路的線棒數要相等、磁場位置要相同，且每個線圈都應是整距；

5、為了保證各支路線棒磁場位置相同，需要對連入支路的線棒位置進行調整且順序無關，只需滿足線棒制造和繞組接線的工藝性，支路數雖然不是常規的可能并聯支路數，但仍可構成對稱波繞組和對稱疊繞組，具體方法如下：

三相雙層60°相帶繞組，通常用A、Z、B、X、C、Y分別表示六個相帶，相帶A和X，B和Y，C和Z分別相差180電角度；每個相帶的上層線棒和下層線棒可分別構成一條支路，且每支路的電勢大小相等、相位相同；再由A、X相帶的4條支路構成A相繞組，由B、Y相帶的4條支路構成B相繞組，由C、Z相帶的4條支路構成C相繞組，即可構成三相雙層60°相帶非常規對稱4支路疊繞組，也可構成三相雙層60°相帶非常規對稱4支路波繞組；在實際繞組連接中，單獨由上層線棒或下層線棒是無法連接形成一條支路的，對于波繞組，可任選一個相帶下二分之一上層線棒與其剩余的二分之一上層線棒對應的下層線棒相連構成一條支路繞組；對于疊繞組，可任選同一相的兩個相帶下四分之一上層線棒與其對應的四分之一下層線棒相連構成一條支路繞組。

技術效果：

本發明首次提出了采用非常規對稱繞組，解決容量、轉速和電壓不匹配問題。非常規對稱繞組由于不滿足常規繞組對稱條件，無法接成常規對稱繞組。然而，按照本發明提出的槽數選擇方法以及繞組的連接方式，使原本不對稱的繞組成為對稱繞組，從而擴大了電機轉速的選擇范圍，以保證水輪機在某些轉速下的優越性能。另外，大中型電機的定子繞組通常為短距繞組或長距繞組，以削弱高次諧波，提高電能質量，減少諧波損耗，降低溫升，提高電機效率。然而對于極對數為奇數的電機，由于特定支路數繞組的電機性能優越，能很好地匹配容量、電壓、轉速之間的關系，雖然無法形成短距對稱支路繞組，卻可以形成整距的非常規對稱支路繞組。

本發明提出的不滿足對稱條件的非常規對稱繞組的槽數選擇方法和繞組連接方式，擴大了對稱繞組的設計范圍，使電機的繞組設計技術得到創新和發展。

采用本發明首次提出的非常規對稱繞組，可以擴大電機的轉速范圍，使原本無法選擇的轉速成為可能，能很好地解決容量、電壓、轉速之間不匹配的矛盾。采用非常規對稱繞組，在保證水輪機性能優越的同時，可以使電機的技術參數合理、性能指標優越，因此，使整個電站系統的經濟性更高。這對于大中型電機，尤其是水輪發電機和抽水蓄能電機，意義重大。

本發明適用于交流電機繞組，尤其適合水輪發電機和抽水蓄能電機的定子繞組。

附圖說明：