专利名称：电机的绕组和电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种电机的绕组，还涉及一种电机。
背景技术：
常见的电机中的绕组通常为单绕组设计，即电机的定子绕组仅有一套Y型接法或A型接法的绕组，而转子绕组仅有一套采用Y型接法或鼠笼结构的绕组。这种电机不具备冗余设计，一旦电机中的绕组发生故障，整台电机就无法进行工作，无法在一些要求电机具有高可靠性的环境中使用。其次，在对电机进行型式试验时，需要进行空载试验、堵转试验、温升试验和负载试验等一系列的试验，以获取电机实际的性能数据。对于现有的单绕组电机，一般采用拖动机带动被测电机运行的方式进行试验，这就要求拖动机的功率、转速等一系列性能指标优于被测电机。对于厂家来说，采购高性能的拖动机成本较高，同时，对于大功率双馈风力发电机来说，由于体积较大，采用拖动机进行型式试验还受场地的限制。由以上所述，如何提供一种新型的电机，实现提高电机可靠性，降低进行型式试验的投资和场地要求的目的，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电机的绕组，在提高电机的可靠性的同时，同时降低在进行型式试验过程中的投资和场地要求。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种电机的绕组，绕组包括偶数套并联的子绕组，子绕组每相绕组所串的线圈匝数相同，每套子绕组与其余同一相间的子绕组之间相互间隔60°正整数倍的电势相角。优选地，在上述的绕组中，绕组包括两套子绕组，两套子绕组之间的电势相角为60° 或 180° 或 300°。优选地，在上述的绕组中，两套子绕组均为单层绕组或双层绕组。优选地，在上述的绕组中，两套子绕组其中之一为单层绕组，另一为双层绕组。优选地，在上述的绕组中，两套子绕组均为A型接法的子绕组或Y型接法的子绕组。优选地，在上述的绕组中，两套子绕组其中之一为A型接法的子绕组，另一为Y型接法的子绕组。本发明提供了一种电机的绕组，该绕组包括偶数套并联的子绕组，子绕组中每相绕组所串的线圈匝数相同，且每套子绕组与其余同一相间的子绕组之间相互间隔的电势相角为60°的正整数倍。在电机正常工作时，该偶数套子绕组并联工作；当其中的某套子绕组发生故障时，可以将该套子绕组断开，以剩余的子绕组工作，此状态下的电机功率下降，但仍然能够继续运行。与现有的单绕组的电机相比，本发明所提供的电机通过设置偶数套互为冗余的子绕组，使得在某些子绕组发生故障时，电机仍然能够运行，提高了电机的可靠性。其次，在进行型式试验时，将偶数套子绕组中的一半作为电动机运行，而另一半做发电机运行，这就在一台电机内实现了拖动机与被测电机的组合。在对本发明所提供的电机进行型式试验时，不需要购买和设置拖动机，节省了投资，降低了试验对场地的需求。—种电机，电机中设置有上述权利要求1-6中任一项中的绕组。优选地，在上述的电机中，电机为双馈风力发电机。优选地，在上述的电机中，电机为永磁同步电机。本发明还提供了一种电机，在该电机中设置了上述的绕组。与现有的电机相比，本发明所提供的电机具有更高的可靠性，同时，在进行型式试验时，不需要购买和设置拖动机，节省了投资，降低了试验对场地的需求。
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为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例所提供的绕组中子绕组的空间布置原理图；图2为本发明实施例所提供的绕组中另一子绕组的空间布置原理图；图3为本发明实施例所提供的绕组中子绕组的基波电势星形相量图；图4为本发明实施例所提供的绕组中另一子绕组的基波电势星形相量图。
具体实施例方式本发明实施例公开了一种电机的绕组，在提高电机可靠性的同时，降低在进行型式试验过程中的投资和场地要求。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种电机的绕组，该绕组包括偶数套并联设置的子绕组，子绕组每相绕组所串的线圈匝数相同，同时，每套子绕组与同一相间其它子绕组之间相互间隔呈60°整数倍的电势相角。下面以包括两套子绕组的绕组为例进行具体的说明。在进行定子绕组设计时，先根据公式(I)进行计算
q =丄(I)
2—其中，q——每极每相槽数；Z——电机槽数；M—电机相数，一般为3 ；
P—电机极对数。由公式(I)得出如图3和图4所示的基波电势星形相量图，进而由图3和图4可以得出每个相带所对应的槽号。再根据相带槽号对应关系，可以分别得到图I和图2所示的绕组空间布置的原理图。现将图I和图2中的IUl，IVl，IWl子绕组提取出来，形成三角形连接或Y形连接，2U1，2V1，2W1子绕组提取出来，形成三角形连接或Y形连接。该两套子绕组的极数、相数、串联匝数相同，各自形成独立的气隙磁场。该两子套绕组引入到接线盒内，在正常运行时两套子绕组并联运行。当一套子绕组发生故障时，可将故障子绕组切除，而只单独运行另一套子绕组，使电机工作在半功率状态。这样，设置在电机中两套子绕组互为冗余，在其中的一套子绕组发生故障时，电机仍然能够以半功率状态运行，提高了电机的可靠性。
当对本发明实施例所公开的电机进行型式试验时，先将电机中的一子套绕组1U，IV，IW与电网电源相连，并运行在电动机状态。此时定子绕组产生的旋转磁场将切割转子绕组，使转子绕组产生感应电势。对于鼠笼电机，该感应电势将在转子内产生感应的转子电流，而如果是转子外加电源的电机，该感应电势将与转子变频器所提供的转子外加电势相互作用而产生转子电流，因而在转子绕组中产生相对转子旋转的磁场。在电机的一套绕组运行在电动态时，电机气隙中将存在以同步速旋转的气隙磁密，此气隙磁密将旋转切割定子的另一套绕组2U，2V，2W，从而在该绕组中产生感生电势。由于此两套绕组完全一样，且绕组在定子上均匀对称分布，因此发电态绕组感生电势将与电动态绕组的感生反电动势幅值相近，相位相同，频率相同，因而发电态绕组的感生电势将与施加于电动态绕组的电网电源符合同步并网条件。由图I和图2可以看出，电机发电态绕组为电动态绕组的负相绕组，因此在发电态绕组实现并网后，发电态绕组所流过的电流与电动态绕组的方向相向，从而实现发电态绕组向电网实现发电。而对于该绕组用于永磁电机时，一套绕组IU，IV，Iff与变频电源相连，通过调节电源频率，使电机达到所需的额定转速，此时转子磁极所产生的磁场将切割另一套绕组2U，2V，2W生成感生电势，此感生电势将通过变频器与外界电源并网。由以上可知，在本发明实施例所公开的电机正常工作时，设置在定子中的偶数套子绕组并联工作；当其中的某套子绕组发生故障时，可以将该套子绕组断开，以剩余的子绕组组成定子绕组，此时电机能够以较低的功率继续运行。与现有的单绕组的电机相比，本发明所提供的电机通过设置偶数套互为冗余的子绕组，使得在某些子绕组发生故障时，电机仍然能够运行，提高了电机的可靠性。其次，在进行型式试验时，将偶数套子绕组中的一半作为电动机运行，而另一半做发电机运行，这就在一台电机内实现了拖动机与被测电机的组合。在对本发明所提供的电机进行型式试验时，不需要购买和设置拖动机，节省了投资，降低了试验对场地的需求。 优选地，在上述实施例所提供的电机中，绕组包括两套子绕组，这两套子绕组之间的电势相角为60°或180°或300°。本领域技术人员可以理解的是，在上述实施例所提供的电机中，两套子绕组可以均为单层绕组或均为双层绕组，同时，也可以其中一套为单层绕组，而另一套为双层绕组。同样的，两套子绕组既可以均为A型接法或Y型接法的子绕组，也可以是一套为A型接法的子绕组，而另一套为Y型接法的子绕组。
本发明还提供了一种电机，在该电机中，使用了上述实施例中所提供的绕组。与现有的电机相比，本发明所提供的电机具有更高的可靠性，同时，在进行型式试验时，不需要购买和设置拖动机，节省了投资，降低了试验对场地的需求。具体的，在上述实施例所提供的电机中，该电机为双馈风力发电机，或为永磁同步电机。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
1.一种电机的绕组，其特征在于，所述绕组包括偶数套并联的子绕组，所述子绕组每相绕组所串的线圈匝数相同，每套所述子绕组与其余同一相间的所述子绕组之间相互间隔60°正整数倍的电势相角。
2.根据权利要求I所述的绕组，其特征在于，所述绕组包括两套所述子绕组，两套所述子绕组之间的电势相角为60°或180°或300°。
3.根据权利要求2所述的绕组，其特征在于，两套所述子绕组均为单层绕组或双层绕组。
4.根据权利要求2所述的绕组，其特征在于，两套所述子绕组其中之一为单层绕组，另一为双层绕组。
5.根据权利要求2所述的绕组，其特征在于，两套所述子绕组均为A型接法的子绕组或Y型接法的子绕组。
6.根据权利要求2所述的绕组，其特征在于，两套所述子绕组其中之一为A型接法的子绕组，另一为Y型接法的子绕组。
7.—种电机,其特征在于,所述电机中设置有上述权利要求1-6中任一项中所述的绕组。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述电机为双馈风力发电机。
9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述电机为永磁同步电机。
全文摘要
本发明公开了一种电机的绕组，在该绕组中设置有偶数套并联的子绕组，子绕组中每相绕组所串的线圈匝数相同，且每套子绕组与其余同一相间的子绕组之间相互间隔的电势相角为60°的正整数倍。设置了本绕组的电机在正常工作时，偶数套子绕组并联工作；当某套子绕组发生故障时，可以将该套子绕组断开，以剩余的子绕组组成定子绕组，此时电机仍然能够运行。本发明所提供的绕组通过设置偶数套互为冗余的子绕组，提高了电机的可靠性。其次，在进行型式试验时，将偶数套子绕组中的一半作为电动机，而另一半做发电机，从而在型式试验中，节省了投资，降低了试验对场地的需求。本发明还公开了一种电机。
文档编号H02K3/04GK102801239SQ20121032711
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者王建良, 阳辉力, 邹强龙, 邓方林, 龚天明, 李进泽 申请人:南车株洲电机有限公司