[發(fā)明專利]發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組及雙層異構(gòu)式換位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810238332.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108258826A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁艷萍;王泰麗;邊旭;汪冬梅
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H02K3/14
• 分類號: H02K3/14;H02K3/28
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組及雙層異構(gòu)式換位方法，其中定子繞組的極數(shù)為2，每相繞組由兩條并聯(lián)支路組成；定子繞組為雙層疊繞組，疊繞組的每個線圈均為短距線圈，每個槽內(nèi)均布置有上層線圈邊和下層線圈邊，每個線圈邊由兩列橫向排列的換位股線組成，且上層線圈邊比下層線圈邊多8根股線；在上層線圈邊和下層線圈邊的端部，所有換位股線通過一個并頭套連接。上層線圈邊采用不足0°/540°/0°換位方式，下層線圈邊采用0°/540°/0°與空換位結(jié)合的換位方式。本方案設(shè)計的發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組及雙層異構(gòu)式換位方法能夠大幅度降低定子繞組中股線附加損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組及雙層異構(gòu)式換位方法。

背景技術(shù)

定子繞組是發(fā)電機的重要組成部分，定子繞組的附加損耗不僅影響發(fā)電機的效率指標，而且還嚴重影響發(fā)電機的運行安全和使用壽命。為減小發(fā)電機定子繞組的附加損耗，槽內(nèi)導(dǎo)體一般由兩列橫向排列的換位股線并繞而成，采用厚度較薄的扁銅線。由于槽內(nèi)每根股線處于復(fù)雜交流磁場的不同位置，使得任意兩根股線構(gòu)成的回路之間存在電動勢差，進而形成環(huán)流，產(chǎn)生附加環(huán)流損耗，導(dǎo)致股線溫升分布不均勻，嚴重影響絕緣的使用壽命。

為解決定子繞組附加損耗過大的問題，通常在定子繞組的設(shè)計和制造中采用股線換位技術(shù)。大型交流電機采用的傳統(tǒng)的換位方式主要有0°/360°/0°換位、0°/360°/0°空換位、不足360°換位、0°/540°/0°換位等換位方式，這些換位方式廣泛應(yīng)用于交流電機的設(shè)計與制造中。大型發(fā)電機較多采用0°/540°/0°換位方式。采用這種換位方式各股線在槽內(nèi)完成了一周半的扭轉(zhuǎn)，由于中間半周換位節(jié)距是前半周和后半周換位節(jié)距的兩倍，各股線的槽部感應(yīng)電動勢相同。在端部磁場的作用下，各股線的感應(yīng)電動勢不同，產(chǎn)生較大的環(huán)流，進而產(chǎn)生附加損耗，嚴重影響發(fā)電機的運行安全和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對于現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組及雙層異構(gòu)式換位方法解決了現(xiàn)有定子繞組中股線附加損耗過大的問題。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

第一方面，提供一種發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組，發(fā)電機定子的極數(shù)為2，每相繞組由兩條并聯(lián)支路組成；

定子繞組為雙層疊繞組，疊繞組的每個線圈均為短距線圈，每個槽內(nèi)均布置有上層線圈邊和下層線圈邊，每個線圈邊由兩列橫向排列的換位股線組成，且上層線圈邊比下層線圈邊多8根股線；

在上層線圈邊和下層線圈邊的端部，所有換位股線通過一個并頭套連接。

優(yōu)選地，上層線圈邊采用不足0°/540°/0°換位方式，下層線圈邊采用0°/540°/0°與空換位結(jié)合的換位方式。

優(yōu)選地，不足0°/540°/0°換位方式為上層線圈邊每根換位股線均包括依次連接的前172.5°換位段、上層中間180°換位段和后172.5°換位段。

優(yōu)選地，采用0°/540°/0°與空換位結(jié)合的換位方式為下層線圈邊的每根股線均包括依次連接的前180°換位段、下層中間180°換位段和后180°換位段，下層中間180°換位段和后180°換位段分別被其中部設(shè)置的空換位段均分成兩段。

采用上述技術(shù)方案的有益效果為：本方案與上、下層兩層線圈邊均加空換位段的換位方式相比降低了上層線圈邊的工藝制造難度，消除了上層線圈邊采用空換位導(dǎo)致的換位節(jié)距減小、絕緣容易損壞的弊端，同時進一步降低了定子繞組的附加損耗，提高了發(fā)電機的使用壽命及運行安全性。

第二方面，提供一種發(fā)電機雙層異構(gòu)式定子繞組的換位方法，上層線圈邊包括P根換位股線，下層線圈邊包括Q根換位股線，上層線圈邊換位方法包括：

前172.5°換位段的每根換位股線在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)172.5°，在槽部軸向上換位(P/2-1)個短換位節(jié)距a；