[发明专利]分数极路比波绕组连接方法

说明书

本发明公开一种分数极路比波绕组连接方法，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；每相绕组的两个相带分别由两条并联支路构成；两条并联支路的分布规律不同，通过调整某一对极的线圈跨距，构成跨距为3×2n、3×2n‑1和3×2n+(2n‑1)个槽距的分数极路比波绕组；本发明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分数极路比波绕组连接方法，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、制造安装的工艺性优良、维护简单、运行可靠，并提高了电站系统的技术经济指标。

技术领域

本发明涉及交流绕组领域，具体涉及一种分数极路比波绕组连接方法。

背景技术

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，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。

发明内容

本发明提供一种分数极路比波绕组连接方法，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。

本发明的技术方案为：

本发明公开一种分数极路比波绕组连接方法，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：每相绕组包含两个相带，每相带由两条并联支路绕组构成，两条并联支路绕组分布规律不同，但两条并联支路电势和磁势相等，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；所述每相带两条并联支路绕组的结构为：

第一对极至第m对极，每列m个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2n个线圈组，分别为M+1号线圈组，M+2号线圈组，直至M+2n号线圈组；线圈的跨距为3×2n个槽距；

第m+1对极的正相带，列编号为偶数的n个槽的上层线棒与跨距为3×2n-1个槽距、列编号为奇数的n个槽的下层线棒依次相连构成n个线圈组，分别为2M+2号线圈组，2M+4号线圈组，直至2M+2n号线圈组；将列编号为奇数的3至2n-1的n-1个槽的上层线棒与跨距为3×2n-1个槽、列编号为偶数的n-1个槽的下层线棒依次相连构成n-1个线圈组，分别为2M+3号线圈组，直至2M+2n-1号线圈组，将列编号为1的槽内上层线棒与跨距为3×2n+(2n-1)个槽、列编号为2n的槽内下层线棒连接构成一个线圈，为2M+1号线圈组；

第m+2对极至第2m+1对极，每列m个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2n个线圈组，分别为3M+1号线圈组，3M+2号线圈组，直到3M+2n号线圈组；线圈的跨距为3×2n个槽；

第一支路绕组为：

将M+1号线圈组，2M+1号线圈组，3M+2n号线圈组，M+3号线圈组，2M+3号线圈组，3M+2号线圈组，直至M+2n-1号线圈组，2M+2n-1号线圈组，3M+2(n-1)号线圈组按照电势相加的原则依次串联构成第一条支路；

第二支路绕组为：