CN103280906A - 三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法 - Google Patents

三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法，绕组最小接线单元为单边绕组即上单边绕组和下单边绕组，共两种接线单元，运用本发明提出的接线单元选取方法构成支路，在保证每相各支路对称的前提下，使三相交流电机双层定子绕组并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍，所形成的绕组等效于60°相带整距分布绕组。如图所示，当q＝4时，一台两极三相电机定子一相绕组4个支路的叠绕连接示意图。图中实线、虚线、双点划线和单点划线分别构成了同一相绕组的一个支路，即A、B、C、D共4个并联支路，其中粗线代表上层单边绕组，细线代表下层单边绕组，其它两相绕组连接省略未示出。

Description

三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法
技术领域：
本发明涉及一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法。
背景技术：
定子绕组是电机最重要的核心部件，其接线方式更直接影响电机的运行特性和经济性。电机绕组的主要特征参数——每极每相槽数按下式计算：
q＝z/(2pm)＝n/d
式中：
q----每极每相槽数；
z----电机槽数；
p----极对数；
m----相数；
n/d----不可约分数且d不是3及其倍数。
按现有和曾有的三相交流电机双层定子绕组接线方法，绕组的最小接线单元是一个线圈(包含不在同一槽内的一个上层边和一个下层边，通常只有一种)，由其连接而成的绕组，最大并联支路数amax为2p/d，可用并联支路数为amax的各因子或其组合乘积。若需扩大绕组并联支路数，均采用不对称支路绕组接线，因此在每相各支路内存在环流(由同相不同支路电势间幅值差、相位差或两者共同作用引起)，造成电机损耗、发热和振动等增加。
发明内容：
本发明的目的是公开一种通过将绕组最小接线单元由线圈(包含不在同一槽内的一个上层边和一个下层边，通常只有一种)缩小到一个单边绕组(线圈的一个上层边或一个下层边，共两种)，再运用本发明提出的接线单元选取方法构成支路，在保证每相各支路对称的前提下，使三相交流电机双层定子绕组并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍，即最大并联支路数为2amax。本发明的技术方案为：一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法，绕组最小接线单元为单边绕组即上单边绕组和下单边绕组，运用本发明提出的接线单元选取方法构成支路。
电机每极每相槽数q为整数时，按常规接线(目前采用)原则排列构成一个单元电机(单元电机极对数为1)所有槽(每槽有两个绕组边：上层边和下层边)绕组。其中每一相绕组均可连接成最多两个对称的支路(按目前采用的接线方法)。
本发明提出的三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法是这样实现的：电机每极每相槽数q(q≥2)为整数时，按60°相带常规绕组接线分相原则；以单边绕组为最小接线单元排列构成一个两极单元电机所有槽的上、下单边绕组，且上单边绕组与下单边绕组的排列需完全相同，共4mq个单边绕组。取其中一相一个极(如N极)下绕组上(下)层边的q/2(q为偶数时)个或(q±1)/2(q为奇数时)个单边绕组，选另一个极(S极)下同一相绕组下(上)层边的q/2(q为偶数时)个或(q干1)/2(q为奇数时)个单边绕组，但须与前面N极下所选单边绕组的位置不同(感应电势相位差不等于180°)，共选择q个单边绕组。用所选的单边绕组通过适当连接(目前采用的叠绕或波绕连接)即可连接组成一个支路，按上述原则可将同相剩余的3q个单边绕组组成另外三个支路，即可连接成一相的四个对称的并联支路，从而使电机绕组的并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍。所形成的绕组等效于60°相带整距分布绕组。
构成一个支路的单边绕组选择方案共有Cq q/2/2(q为偶数时)或Cq (q±1)/2/2(q为奇数时)种，接线的复杂程度有所差别。
将电机同一相内的多个单元电机支路进行适当串、并联组合(目前采用)即可完成电机一相绕组的最终连接，再按此进行其它两相绕组的连接。
当q为奇数时，其支路引出线位于绕组两端(通常应在绕组一端)，可通过适当丢弃一个单边绕组使支路引出线位于绕组一端。此外，本发明连接成的绕组，其绕组上下端一般均有跨接线(极间连接线)。
当电机每极每相槽数q为分数(d≥2)时，仍可使用本发明的方法进行接线，但需用n代替q，d代替1(q为整数时单元电机极对数)。
附图说明
图1为q＝4时，一个单元电机内定子一相单边绕组的分组排列示意图。
图2为q＝4时，一台两极三相电机定子一相绕组4个支路的叠绕连接示意图。
具体实施方式
一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法，通过将绕组最小接线单元由线圈(包含不在同一槽内的一个上层边和一个下层边，通常只有一种)缩小到一个单边绕组(线圈的一个上层边即上单边绕组1和一个下层边即下单边绕组2，共两种)，再运用本发明提出的接线单元选取方法构成支路，在保证每相各支路对称的前提下，使三相交流电机双层定子绕组并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍。
电机绕组的主要特征参数——每极每相槽数按下式计算：
q＝z/(2pm)＝n/d
式中：
q----每极每相槽数；
z----电机槽数；
p----极对数；
m----相数；
n/d----不可约分数且d不是3及其倍数；
电机每极每相槽数q(q≥2)为整数时，按60°相带常规绕组接线分相原则；以单边绕组为最小接线单元排列构成一个两极单元电机所有槽的单边绕组，且上层单边绕组1与下层单边绕组2的排列需完全相同，共4mq个单边绕组。取其中一相一个极(如N极)下绕组上(下)层边的q/2(q为偶数时)个或(q±1)/2(q为奇数时)个单边绕组，选另一个极(S极)下同一相绕组下(上)层边的q/2(q为偶数时)个或(q干1)/2(q为奇数时)个单边绕组，但须与前面N极下所选单边绕组的位置不同(感应电势相位差不等于180°)，共选择q个单边绕组。用所选的单边绕组通过适当连接(目前采用的叠绕或波绕连接)即可连接组成一个支路，按上述原则可将同相剩余的3q个单边绕组组成另外三个支路，即可连接成一相的四个对称的并联支路，从而使电机绕组的并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍。所形成的绕组等效于60°相带整距分布绕组。
构成一个支路的单边绕组选择方案共有Cq q/2/2(q为偶数时)或Cq (q±1)/2/2(q为奇数时)种，接线的复杂程度有所差别。
将同一相内的多个单元电机支路进行适当串、并联组合(目前采用)即可完成电机一相绕组的最终连接，再按此进行其它两相绕组的连接。
当q为奇数时，其支路引出线位于绕组两端(通常应在绕组一端)，可通过适当丢弃一个单边绕组使支路引出线位于绕组一端。此外，本发明连接成的绕组，其绕组上下端一般均有跨接线(极间连接线)。
当电机每极每相槽数q为分数(d≥2)时，仍可使用本发明的方法进行接线，但需用n代替q，d代替1(q为整数时单元电机极对数)。
附图给出了采用本发明——三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法的单元接线排列和绕组连接示意图：
如图1所示，q＝4时，一个单元电机内定子一相单边绕组的分组排列示意图。图中项1为上单边绕组，项2为下单边绕组，图中字母相同的单边绕组可组成一个并联支路，可组成A、B、C、D共4个并联支路。
如图2所示，q＝4时，一台两极三相电机定子一相绕组4个支路的叠绕连接示意图。图中实线、虚线、双点划线和单点划线分别组成了同一相绕组的一个支路，即A、B、C、D共4个并联支路，其中粗线代表上层单边绕组，细线代表下层单边绕组，其它两相绕组连接省略未示出。

Claims (1)

1.一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法，其特征是：绕组最小接线单元为单边绕组即上单边绕组(1)和下单边绕组(2)，共两种接线单元，运用本发明提出的接线单元选取方法构成支路，从而使电机绕组的并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍；电机绕组的主要特征参数——每极每相槽数按下式计算：
q＝z/(2pm)＝n/d
式中：
q----每极每相槽数；
z----电机槽数；
p----极对数；
m----相数；
n/d----不可约分数且d不是3及其倍数；
电机每极每相槽数q为整数且大于等于2时，按60°相带常规绕组接线分相原则，以单边绕组为最小接线单元排列构成一个两极单元电机所有槽的单边绕组，且上层单边绕组(1)与下层单边绕组(2)的排列需完全相同，共4mq个单边绕组；q为偶数时，先在其中一个极下一相的上层边任意选取q/2个上单边绕组(1)，有Cq q/2/2种选取方案，再在另一个极下同一相的下层边选取q/2个下单边绕组(2)，但须与先前极下所选上单边绕组(1)的位置不同，即其感应电势相位差不等于180°；q为奇数时，先在其中一个极下一相的上层边任意选取q/2±1/2个上单边绕组(1)，有Cq q/2+1/2/2种选取方案，再在另一个极下同一相的下层边选取q/2干1/2个下单边绕组(2)，但须与先前极下所选上单边绕组(1)的位置不同，即其感应电势相位差不等于180°，共选取q个单边绕组，用所选的单边绕组通过目前采用的叠绕法或波绕法进行连接，即可连接组成一个支路，按上述原则可将同相剩余的3q个单边绕组组成另外三个支路，即可连接成一相的四个对称的并联支路，从而使电机绕组的并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍；电机每极每相槽数q为分数即d大于等于2时，仍可使用本发明的方法进行接线，但需用n代替q，d代替q为整数时单元电机极对数。
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