[发明专利]交流电机支路不对称绕组连接优化设计方法及不对称绕组

说明书

本发明公开了一种交流电机支路不对称绕组连接优化设计方法及支路不对称绕组连接方案。该方法结合传统不对称绕组研究方法，选出幅值不对称度和相位差均较小的绕组排列方案，通过将对应绕组连接方格图转换成绕组连接有向图，并在对应绕组连接有向图中优选有向路径，从而实现支路不对称绕组连接方案的优化；该方法可以得到支路不对称程度小且端部接线整洁的绕组连接方案，减小支路间环流损耗，节约材料，并且能够保证端部接线整洁，加大绕组端部固定强度，保证发电机组运行的效率和稳定性；同时在优化过程中，能够自动滤除大量无用方案，大大提高了支路不对称绕组设计的精度和效率，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及交流电机定子绕组设计领域，具体涉及一种交流电机支路不对称绕组连接优化设计方法及由该方法得到的支路不对称绕组连接方案。

背景技术

支路不对称绕组是一种非常规对称绕组。大型交流电机定子绕组采用支路不对称设计可以有效的减小槽内导体的工作电流，降低绕组损耗和温升，减小线棒所受电磁力，改善电机性能，提高电机运行的稳定性。

在支路不对称绕组的设计过程中，除满足支路电势幅值不对称度和最大相位差尽可能小之外，绕组端部接线的好坏也是一个重要的判断依据。复杂的绕组接线在工艺上难以实现，且过长的绕组跨线会造成材料的浪费、加大绕组端部固定的难度，以及易受电动力和其他因素引起的振动，影响电机运行的可靠性；针对支路不对称绕组连接方案，现有设计方法主要依赖于设计人员的个人经验，没有统一的设计方法，存在大量无用方案，设计精度较低；并且，不能同时保证所得设计方案支路不对称程度小且端部接线整洁，难以设计出最优的绕组连接方案。

因此，亟需一种针对支路不对称绕组连接的优化设计方法，以保证支路不对称程度小且端部接线整洁，实现交流电机支路不对称绕组连接设计的最优化。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种交流电机支路不对称绕组连接优化设计方法，该方法可以得到支路不对称程度小且端部接线整洁的绕组排列方案，不仅能够减小支路间环流损耗，并且能够加大绕组端部固定强度，从而保证发电机组运行的效率和稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种由上述交流电机支路不对称绕组连接优化设计方法得到的支路绕组不对称绕组连接方案。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种交流电机支路不对称绕组端部接线优化设计方法，包括：

根据交流电机定子绕组基本参数，采用交流电机支路不对称绕组排列设计方法，筛选出幅值不对称度和相位差均较小的绕组排列方案；

提取一个所述绕组排列方案，并将所述绕组排列方案以支路槽数矩阵的形式存储起来；

将所述绕组排列方案的支路槽数矩阵和连接布局方格图按照每相邻两列为一个大组、每个大组中同行的为一个小组的形式进行分组；

分别以所述绕组排列方案的连接布局方格图的每个大组为单位，将所述绕组排列方案连接布局方格图转换成相对应的有向图；

根据支路槽数矩阵中的元素数值，在所述有向图中选出支路槽数矩阵中各大组内的各小组支路绕组连接的有效路径；

将每个大组内的所有小组支路绕组连接的有效路径进行配合；

再将各个大组之间的支路绕组连接的有效路径进行配合，完成一个绕组排列方案的支路绕组连接，实现支路不对称绕组端部接线的优化设计。

根据交流电机定子绕组基本参数，采用交流电机支路不对称绕组排列设计方法，筛选出幅值不对称度和相位差均较小的绕组排列方案具体为：