一种非60°相带对称绕组的连接方法
【专利摘要】本发明公开了一种非60°相带对称双层定子绕组的槽数选择、相带划分和绕组连接方法，给出了极数、支路数、每极每相槽数之间的关系、相带划分及其具体要求，指出了非60°相带对称双层绕组可以是波绕组或叠绕组，可以是整数槽绕组或分数槽绕组，但均须以整距连接。本发明能够解决容量、转速和电压不匹配问题，以及达到削弱谐波和改善电压波形的目的。
【专利说明】一种非60°相带对称绕组的连接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三相双层对称绕组的连接方法，尤其涉及一种三相双层非60°相带对称绕组的连接方法。
【背景技术】
[0002]水轮发电机以及抽水蓄能发电电动机的转速受水力参数限制，而电机定子绕组支路数的选择必须满足对称性条件。
[0003]现有技术中，通常三相双层绕组的接线，可先计算出单元电机、绕组循环数，并绘制星形图，然后将星形图的电势矢量划分为六个相带。其中，六个相带分别用A、Z、B、X、C、Y顺次表示，每个相带的电势矢量分布角度为60°，将6个相带所包含的所有电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，A相带合成矢量和X相带合成矢量、B相带合成矢量和Y相带合成矢量、C相带合成矢量和Z相带合成矢量，分别相差180°，且A、B、C三相的合成矢量互差120° ;然后直接绘制定子绕组接线图或将星形图展开为方块图后绘制定子绕组接线图。绘制星形图时，星形图中各槽号对应的矢量为同一线圈的上层边和下层边电势矢量的合成。
[0004]对于整数槽绕组，按现有的星形图绘制方法，其星形图从内到外共有P层圆周(P为电机极对数)，即星形图从内到外有P层重叠的电势矢量；每一相均有2p层重叠的电势矢量(正相带有P层，负相带有P层，共2p层)，要接成对称的a支路，就需要将这2p层电势矢量均分为a组，每一支路占f层重叠的电势矢量；当f为整数，则能接成对称绕组，当f不为整数，不能按现有技术的接线方法接出对称的a条支路，即按现有技术的相带划分和接线方法接成a支路是不满足对称条件的。因此，现有技术中，对于整数槽三相双层定子绕组，
每相各支路对称性条件是为整数。类似的，可以推导出，现有技术中，对于分数槽三相双层定子绕组，每相各支路对称性条件是:f不是整数，且g是整数(d为每极每相槽数的分母)。
[0005]由此可见，现有技术条件下，三相双层对称定子绕组的支路数选择是受限的，在某些水力条件下，要得到最佳水力特性，电机就只能选择特定支路数，槽电流和性能参数就可能不尽合理，可能使电机材料增加、电机经济性差，从而使整个电站的经济性变差。一般而言，解决上述难题的方法是改变水轮机转速，使水轮机偏离最佳运行区域；或者接受电机某些不尽合理的参数，降低电站经济性，这两种方法的代价都非常大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种非60°相带对称绕组的连接方法，本发明能够解决容量、转速和电压不匹配问题，以及达到削弱谐波和改善电压波形的目的。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种非60°相带对称绕组的连接方法，其特征在于，设定如下条件:
I )、当定子绕组每极每相槽数q为整数时,f为大于I的奇数，其中a为定子绕组并联支路数，且a为大于2的偶数；
2)、当定子绕组每极每相槽数q为分数时，以假分数形式表示q，其分子为偶数，且
I为大于I的奇数，其中d为q的分母，a为定子绕组并联支路数，且a为大于2的偶数；
在上述条件基础上，其具体接线方法如下:将定子绕组上、下层线棒电势矢量都绘制于星形图中，并将星形图中的电势矢量划分为A、Z、B、X、C、Y六个相带，按增大每相分布角度的方法将不同相带的电势矢量在星形图中交叉分布，使每相每支路所属所包含负相带电势矢量叠加至正相带后，在星形图中形成阶梯状的分布；然后将每个相带所包含的电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，得到六个相带的合成矢量，A、X相带的合成矢量大小相等，B、Y相带的合成矢量大小相等，C、Z相带的合成矢量大小相等，且A相带合成矢量和X相带合成矢量相差180°，B相带合成矢量和Y相带合成矢量相差180°，C相带合成矢量和Z相带合成矢量相差180°，A、B、C三相的合成矢量互差120°，每个相带均包含
7支路，A、X相带的a条支路构成A相绕组,B、Y相带的a条支路构成B相绕组,C、Z相带的
a条支路构成C相绕组，从而构成三相双层非60°相带对称叠绕组或构成三相双层非60°相带对称波绕组；
对于每极每相槽数为整数的定子绕组，包含上、下层线棒电势矢量的星形图由内到外共有2P层，每层含I个电势矢量，每相每支路均包含f层，每相每支路有K层包含q个电势矢量，且K为小于f+的正奇数，每相每支路有，层包含的电势矢量个数M1大于q，每相每支路有层包含的电势矢量个数^小于? ,且Ms + N: = 2q ,其中，P为极对数，z为定子铁芯总槽数，i，j=l，2，-,izTz5 ；
对于每极每相槽数为分数的定子绕组，以假分数表示，每极每相槽数c: = J,e为偶数，d
为奇数，包含上、下层线棒电势矢量的星形图由内到外共有f层，每层含￥个电势矢量，每相每支路均包含3层，每相每支路有K层包含e个电势矢量,且K为小于$的正奇数,每相每支路有层包含的电势矢量个数M,大于e，每相每支路有层包含的电势矢量
AtA个数 E 小于 e,且
【权利要求】
1.一种非60°相带对称绕组的连接方法，其特征在于，设定如下条件: 1)、当定子绕组每极每相槽数q为整数时，7为大于I的奇数，其中a为定子绕组并联支路数，且a为大于2的偶数； 2)、当定子绕组每极每相槽数q为分数时，以假分数形式表示q，其分子为偶数，且f为大于I的奇数，其中d为q的分母，a为定子绕组并联支路数，且a为大于2的偶数； 在上述条件基础上，其具体接线方法如下:将定子绕组上、下层线棒电势矢量都绘制于星形图中，并将星形图中的电势矢量划分为A、Z、B、X、C、Y六个相带，按增大每相分布角度的方法将不同相带的电势矢量在星形图中交叉分布，使每相每支路所属所包含负相带电势矢量叠加至正相带后，在星形图中形成阶梯状的分布；然后将每个相带所包含的电势矢量按串联相加的方式分别合成为一个电势矢量，得到六个相带的合成矢量，A、X相带的合成矢量大小相等，B、Y相带的合成矢量大小相等，C、Z相带的合成矢量大小相等，且A相带合成矢量和X相带合成矢量相差180°，B相带合成矢量和Y相带合成矢量相差180°，C相带合成矢量和Z相带合成矢量相差180°，A、B、C三相的合成矢量互差120°，每个相带均包含f支路，A、X相带的a条支路构成A相绕组,B、Y相带的a条支路构成B相绕组,C、Z相带的a条支路构成C相绕组，从而构成三相双层非60°相带对称叠绕组或构成三相双层非60°相带对称波绕组；对于每极每相槽数为整数 的定子绕组，包含上、下层线棒电势矢量的星形图由内到外共有2P层，每层含I个电势矢量，每相每支路均包含f层，每相每支路有K层包含Q个电势矢量，且K为小于f的正奇数,每相每支路有< a-κ层包含的电势矢量个数Ms大于q，每相每支路有层包含的电势矢量个数巧小于e:,且-?.+ & = 2e.,其中，P为极对数，z为定子铁芯总槽数，i，j=l，2，
对于每极每相槽数为分数的定子绕组，以假分数表示，每极每相槽数? = e为偶数，d为奇数，包含上、下层线棒电势矢量的星形图由内到外共有f层，每层含—个电势矢量，每相每支路均包含^层，每相每支路有K层包含e I电势矢量，且K为小于$的正奇数，每相每支路有层包含的电势矢量个数Mt大于e,每相每支路有
层包含的电势矢量个数1 小于e,且
2.如权利要求1所述的一种非60°相带对称绕组的连接方法，其特征在于:所述波绕组或叠绕组的接线，按整距从上层线棒自然地连到下层线棒，每相每支路包含的负相带电势矢量叠加至正相带后，满足每相每支路在星形图中的电势矢量分布。
【文档编号】H02K3/28GK104184239SQ201410447822
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】郑小康, 邹应冬, 钱昌燕, 钱生坤, 骆林, 罗永刚, 李建富 申请人:东方电气集团东方电机有限公司