[發明專利]交流電機支路不對稱繞組排列優化設計方法及支路不對稱繞組排列方案

有效

• 申請號: 201610154392.6
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105703555B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 梁艷萍;國中琦;吳磊;邊旭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K15/00
• 分類號: H02K15/00;H02K3/28
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種交流電機支路不對稱繞組排列優化設計方法及支路不對稱繞組排列方案。該方法結合傳統不對稱繞組研究方法，以支路繞組排列方案為最小單元，通過對支路繞組排列方案進行模糊分組處理，并在組內對各支路繞組排列方案進行搜索配合，最終得到支路幅值不對稱度和最大相位差均非常小的繞組排列方案。本發明能夠實現支路不對稱繞組排列方案不對稱程度最小化，以便于減小支路間環流、降低繞組損耗、提高電機運行的效率和穩定性；同時在優化過程中，可以自動濾除大量無用方案，大大提高了繞組設計的精度和效率，具有較強的實用性。

技術領域

本發明涉及交流電機定子繞組設計領域，具體涉及一種交流電機支路不對稱繞組排列優化設計方法及由該方法設計得到的交流電機支路不對稱繞組排列方案。

背景技術

支路不對稱繞組是指各相繞組對稱分布、各支路繞組不對稱分布的繞組。大型交流電機定子繞組采用支路不對稱設計可以有效減小槽內導體的工作電流，從而有效解決大容量交流電機定子繞組的損耗大、溫升高及線棒所受電磁力大等突出問題，進而提高整個機組運行的效率和穩定性。

現有支路不對稱繞組設計往往依賴于設計人員的個人經驗，此類方法操作十分困難，且沒有統一的規律可循，難以達到繞組排列方案的最優化。同時得到的排列方案存在支路不對稱程度大，導致支路間環流增大，繞組損耗增加，使得電機運行的效率和穩定性降低。此外，采用簡單枚舉的方法來選擇排列方案，該方法計算量非常大，且存在大量的無用方案，導致整個繞組設計精度非常低，不能有效的選出支路幅值不對稱度和最大相位差均較小的繞組排列方案。

因此，亟需一種針對支路不對稱繞組排列的優化設計方法，以保證支路不對稱程度最小，實現此類繞組排列設計的最優化。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的一個目的是提供了一種交流電機支路不對稱繞組排列的優化設計方法，進而得到支路不對稱度小的繞組排列方案，以減小支路間環流，降低繞組損耗，提高電機運行效率和穩定性。

本發明的另一個目的是提供由上述交流電機支路不對稱繞組排列優化設計方法得到的交流電機支路不對稱繞組排列方案。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種交流電機支路不對稱繞組排列優化設計方法，包括：

根據交流電機定子繞組基本參數確定繞組布局方格圖、繞組相帶數以及支路參數；

提取所述繞組布局方格圖中一個相帶下的繞組布局方格圖，于所述相帶下的繞組布局方格圖中針對一條支路選出所有支路繞組排列方案；

計算所得支路繞組排列方案合成電動勢的幅值和相位，并根據所述幅值和相位對所有支路繞組排列方案進行模糊分組處理，使得幅值和相位均相近的方案得到有效配合；

根據一個相帶下各支路繞組排列方案中同相位槽矢量個數之和為極對數的原則，在所述各組內對各支路繞組排列方案進行搜索配合，選出各組中所有滿足條件的繞組排列方案；

計算所述繞組排列方案的支路幅值不對稱度和最大相位差，對比所述支路幅值不對稱度和最大相位差，選擇支路幅值不對稱度和最大相位差均非常小的繞組排列方案為交流電機支路不對稱繞組排列的優化設計方案。

根據交流電機定子繞組基本參數確定繞組布局方格圖、繞組相帶數以及支路參數，具體包括：

根據交流電機定子繞組的基本參數，選擇總槽數、極對數、相帶分布度數和支路數，確定繞組相帶數、繞組布局方格圖的行數和列數，并計算每條支路所包含槽矢量的總數即支路參數；所述每條支路所包含槽矢量的總數為總槽數按每相每支路平均分得的槽數。

于所述相帶下的繞組布局方格圖中針對一條支路選出所有支路繞組排列方案，具體包括：