[发明专利]分数极路比叠绕组连接方法

说明书

本发明公开一种分数极路比叠绕组连接方法，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；构成每相绕组的四条并联支路中两两支路绕组分布规律相同，通过调整某两对极的线圈跨距，构成跨距为3×2n、3×2n‑1和3×2n+(2n‑1)个槽距的分数极路比叠绕组；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叠绕组连接方法，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、制造安装工艺性优良、维护简单、运行可靠，并提高了整个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叠绕组连接方法。

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叠绕组连接方法，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叠绕组连接方法，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为零或任意正整数，n为任意正整数；各相绕组分布规律相同，即：每相绕组由四条支路绕组构成，两两支路绕组分布规律相同，四条支路绕组的电势和磁势相等，支路绕组对称；相绕组的电势大小、时间相角差以及磁势大小、空间相角差均相等，相绕组对称；以任意正整数M表示极相组编号，且M大于等于2n和2m+1中的大者；所述每相四条支路绕组的结构为：

第一支路绕组为：

第一极至第m极的每极2n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成m个极相组，分别为M+1号极相组、M+2号极相组、直至M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；第m+1极、列编号为奇数3至2n-1的n-1个槽内上层线棒与跨距为3×2n-1个槽距、列编号为偶数的n-1个槽内下层线棒依次相连构成n-1个线圈，将列编号为1的槽内上层线棒与跨距为3×2n+(2n-1)个槽距、列编号为2n的槽内下层线棒相连构成一个线圈，将这n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成2M+1号半极相组；将M+1号极相组到M+m号极相组和2M+1号半极相组按照电势相加的原则依次串联构成第一支路绕组；

第二支路绕组为：

第m+1极、列编号为偶数的n个槽内上层线棒与跨距为3×2n-1个槽距、列编号为奇数的n个槽内下层线棒依次相连构成n个线圈，再将其按照电势相加的原则依次串联构成2M+2号半极相组；第m+2极至第2m+1极的每极2n个线圈按照电势相加的原则依次串联构成m个极相组，分别为3M+1号极相组、3M+2号极相组、直至3M+m号极相组，线圈跨距为3×2n个槽距；将2M+2号半极相组和3M+1号极相组到3M+m号极相组按照电势相加的原则依次串联构成第二支路绕组；

第三支路绕组为：