CN111130245A - 一种发电机转子和发电机转子绕组连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种发电机转子和发电机转子绕组连接方法，涉及发电机转子技术领域。发电机转子包括转子本体和导体，转子本体沿自身周向间隔设置有N个线槽。每个线槽均包括沿转子本体的周向排布的第一嵌设位和第二嵌设位，第一嵌设位和第二嵌设位均嵌设有沿转子本体的径向间隔设置的两层导体。全部导体共同形成导体组，导体组引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，导体组非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接。该发电机转子通过每个线槽内导体的结构提高开路电压，通过绕组接线方式将并网转速范围控制在965‑2035rpm，从而实现了发电机转子在提高开路电压的同时，并没有减小并网转速的范围要求。

Description

一种发电机转子和发电机转子绕组连接方法

技术领域

本发明涉及发电机转子技术领域，具体而言，涉及一种发电机转子和发电机转子绕组连接方法。

背景技术

双馈风力发电机为变速恒频运行的发电机，正常工作时，为了保证发电机定子输出恒频恒压的电压，需要利用变流器对电机转子三相绕组中电流的幅值和相位进行调节。

为了降低与转子端连接的变流器的温度，一般都是在保证变流器容量不变的前提下，调高电机转子开路电压，减小转子绕组正常工作电流。

现有的开路电压的提高，一般通过提高转子与定子的有效绕组串联匝比实现。在磁通不变、连接的绕组数量增加的情况下，开路电压必会增大，且超过一定限值后，导致发电机组转速范围变小。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种发电机转子和发电机转子绕组连接方法，其能够在提高开路电压的同时，又不降低发电机的并网转速范围。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本实施例提供一种发电机转子，包括转子本体和导体，所述转子本体沿自身周向间隔设置有N个线槽，每个所述线槽均包括沿所述转子本体的周向排布的第一嵌设位和第二嵌设位，所述第一嵌设位和所述第二嵌设位均嵌设有沿所述转子本体的径向间隔设置的两层导体；

全部所述导体共同形成导体组，所述导体组的引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，所述导体组的非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接；

其中，n＝N/P，n为所述发电机转子的节距，P为电机极数。

在可选的实施方式中，在所述引线端，第1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为A相绕组外部接线端口；

第n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第2n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

在可选的实施方式中，在所述引线端，从第1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第5n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第7n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第n+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第11n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第13n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第2n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第17n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第19n/6线槽的第二嵌设位的上层导体连接；

从第3n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第23n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

在可选的实施方式中，在所述非引线端，从第3n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第3n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第4n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n/3-2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第2n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第3n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

在可选的实施方式中，在所述引线端，第4n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第7n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为B相绕组外部接线端口；

第7n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第10n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

在可选的实施方式中，在所述引线端，从第n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第7n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第9n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接；

从第4n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第13n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第15n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第7n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第19n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第21n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第10n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

在可选的实施方式中，在所述非引线端，从第10n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第10n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第4n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第4n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第7n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第7n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第7n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第10n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

在可选的实施方式中，在所述引线端，第8n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第11n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为C相绕组外部接线端口；

第2n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第11n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

在可选的实施方式中，在所述引线端，从第8n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第3n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第21n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第23n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第23n/6-1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第4n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第2n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第5n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第2n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第9n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第11n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接；

从第5n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第15n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第17n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

在可选的实施方式中，在所述非引线端，从第11n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n-2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第2n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第5n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第5n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第5n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第8n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第3n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第8n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第8n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第11n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第4n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

在可选的实施方式中，所述线槽包括槽体和槽口，所述槽口包括分别与所述第一嵌设位相对应的凸部，和与所述第二嵌设位相对应的凹部，所述凸部的凸出方向和所述凹部的凹陷方向相同，以使所述槽口的宽度尺寸小于所述槽体的宽度尺寸。

在可选的实施方式中，所述第一嵌设位的导体和所述第二嵌设位的导体之间设置有列间绝缘件，所述第一嵌设位和所述第二嵌设位的上下两层导体之间设置有层间绝缘件。

第二方面，实施例提供一种发电机转子绕组连接方法，包括以下步骤：

嵌线步骤：在每个线槽的第一嵌设位和第二嵌设位中均嵌设有上下两层导体，且全部导体共同形成导体组；

绕组连线步骤：对所述导体组的引线端首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距方式连接，对所述导体组的非引线端首尾跨接范围采用波绕组n+2方式连接。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

通过在转子本体的每个线槽中设置第一嵌设位和第二嵌设位。且第一嵌设位和第二嵌设位均嵌设有上下两层导体，以使每个线槽内设置有四个导体，且导体分为两列两层设置，从而提高开路电压。

通过导体组的引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接方式(当n＝12时，引线端短距10接线，非引线端跨距14)，且当开路电压为2100V时，电机允许定子最大的电压绝对值为750V，转子允许转差率绝对值S＝750/2100＝0.357。

则转子允许波动转速为n1＝S×n0＝0.357×1500＝535rpm。其中，n0为四级电机同步转速1500rpm。

则有，转子允许的最低转速n＝n0-n1＝965rpm；转子允许的最高转速n＝n0+n1＝2035rpm。

所以，当定子电压不大于750V时，并网转速范围为965-2035rpm。实现了发电机转子在提高开路电压的同时，并没有减小并网转速(1000-2000rpm)的范围要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的发电机转子中转子本体的线槽中设置有导体的部分结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发电机转子中转子本体的部分结构示意图；

图3为本申请实施例提供的发电机转子中绕组连线的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的发电机转子中A相绕组、B相绕组及C相绕组的连线结构示意图；

图5为本申请实施例提供的发电机转子中A相绕组的接线示意图；

图6为本申请实施例提供的发电机转子中B相绕组的接线示意图；

图7为本申请实施例提供的发电机转子中C相绕组的接线示意图。

图标：100-转子本体；01-引线端；02-非引线端；10-线槽；12-第一嵌设位；14-第二嵌设位；20-导体；21-列间绝缘件；22-层间绝缘件；23-凸部；25-凹部；26-A相绕组；27-B相绕组；28-C相绕组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例

本申请实施例提供了一种发电机转子，该发电机转子包括相对的引线端和非引线端。

其中，引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接。

现有的发电机，例如，双馈风力发电机为变速恒频运行的发电机。在正常工作时，为了保证发电机定子输出恒频恒压的电压，需要利用变流器对电机转子的三相绕组中的电流的幅值和相位进行调节。

故，在进行双馈发电机转子设计时，为了降低与转子端连接的变流器的温度，一般都是在保证变流器容量不变的前提下，调高电机转子的开路电压，减小转子绕组正常工作电流，从而降低变流器的发热量。另外，需在提高开路电压的同时保证不降低四极发电机1000-2000rpm的并网转速范围，以解决短距转子机械不平衡的问题。

然而，现有的开路电压的提高，一般是通过提高转子与定子的有效绕组串联匝比来实现。由于双馈发电机定子端与电压恒定的电网连接，根据电磁感应定律可知，当电机定子参数确定后，气隙每极磁通亦确定，按照现有相关技术中常用的实虚槽方式，即每槽导体数采用2的偶数、采用整距绕组提高开路电压。而在磁通不变、连接的绕组数量增加的情况下，开路电压必会增大，当开路电压超过一定限值后，会导致发电机组转速范围变小。

本申请实施例提供的发电机转子，能够在提高开路电压的同时(Uopen需不大于2100V)，又不降低发电机的并网转速。

图1为本申请实施例提供的发电机转子中转子本体的线槽中设置有导体的部分结构示意图，图2为本申请实施例提供的发电机转子中转子本体的部分结构示意图，请参照图1和图2所示。

发电机转子包括转子本体100和导体20。

转子本体100沿自身周向间隔设置有N个线槽10，每个线槽10包括沿转子本体100的周向排布的第一嵌设位12和第二嵌设位14，在第一嵌设位12和第二嵌设位14中均嵌设有沿转子本体100的径向间隔设置的两层导体20，分别为靠近槽口处的上层导体和位于槽底的下层导体。

也就是说，每个线槽10内均放置有4个导体20，分两列设置，每列设置有上下两层，即第一嵌设位12和第二嵌设位14上均设置有上下两层导体20。且通过引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接。从而实现了提高开路电压，同时又不降低并网转速的范围。

下面对本实施例提供的发电机转子的绕组连接结构进行详细说明。

图3为本申请实施例提供的发电机转子中绕组连线的结构示意图，请参照图1、图2及图3所示。

全部导体20形成的导体组包括相对的引线端01和非引线端02。

本申请实施例提供的发电机转子将现有的导体20首尾跨接范围由转子波绕组整距连接，改变为：非引线端02的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接；引线端01的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接的方式。

其中，n＝N/P；

n为发电机转子的节距，N为转子本体100上开设的线槽10数量，P为电机极数。

进一步地，发电机转子的每个线槽10中第一嵌设位12的导体和第二嵌设位14的导体之间设置有列间绝缘件21，从而将第一嵌设位12上的导体20和第二嵌设位14上的导体20绝缘间隔设置。第一嵌设位12和第二嵌设位14的上下两层导体20之间设置有层间绝缘件22，从而将每个嵌设位上的上层导体和下层导体绝缘间隔设置。

请继续参照图1和图2所示，每个线槽10的结构和尺寸相同且均包括槽体和槽口。

其中，槽体为细长的矩形结构，在图1视角下，位于每个槽体左侧的为第一嵌设位12，位于槽体右侧的为第二嵌设位14。

槽口包括分别与第一嵌设位12相对应的凸部23，和与第二嵌设位14相对应的凹部25。凸部23的凸出方向和凹部25的凹陷方向相同，以使槽口的宽度尺寸小于槽体的宽度尺寸。也就是将槽口设计为半开口的结构，本申请实施例提供的发电机转子的线槽10采用半开口结构，可以较好地消除开口槽带来的气隙齿谐波。

可以理解的是，在可选的其他实施例中，与第一嵌设位12相对应的为凹部25，与第二嵌设位14相对应的为凸部23。

由发电机转子的基本结构可知，转子本体100上开设的线槽10沿转子本体100周向均匀间隔开设，且每个线槽10内嵌设的导体20的结构、尺寸和重量均相同，以减少发电机转子运行时带来的不平衡问题。

本申请实施例提供的发电机转子的绕组连线方式以N个线槽进行详细说明。

首先，在转子本体100的N个线槽内放入4N个导体，每个线槽中左侧的第一嵌设位12和右侧的第二嵌设位14均放入两层导体，即每个线槽内共放入四个导体。

其中，第一嵌设位12的导体20和第二嵌设位14的导体20之间设置列间绝缘件21，上下两层导体之间设置层间绝缘件22，以保证相邻两个导体之间相互绝缘。

导体放置完成后，对发电机转子相对两端的引线端01和非引线端02进行绕组连接，连接原则为：在引线端01分别包括A相绕组26、B相绕组27及C相绕组28。

图4为本申请实施例提供的发电机转子中A相绕组26、B相绕组27及C相绕组28的连线结构示意图，请参照图4所示。

其中，A相绕组26接线方式为：第1线槽的第一嵌设位的下层导体，和第n+1线槽的第一嵌设位的下层导体共同作为A相绕组26外部接线端口。第n+2线槽的第二嵌设位的上层导体，和第2n+2线槽的第二嵌设位的上层导体引出线短接。

B相绕组27接线方式为：第4n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体，和第7n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体共同作为B相绕组27外部接线端口。第7n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，和第10n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体引出线短接。

C相绕组28接线方式为：第8n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体，和第11n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体共同作为C相绕组28外部接线端口。第2n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，和第11n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体引出线短接。

N个线槽中全部导体的引线端的绕组接线方式为：

图5为本申请实施例提供的发电机转子中A相绕组的接线示意图，图6为本申请实施例提供的发电机转子中B相绕组的接线示意图，图7为本申请实施例提供的发电机转子中C相绕组的接线示意图，请参照图5、图6及图7所示。

A相绕组26引线端连接：从第1线槽的第二嵌设位的下层导体至第n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第5n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第7n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第n+1线槽的第二嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第11n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第13n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第2n+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第17n/6+1线槽至第19n/6线槽的上层导体连接；从第3n+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第23n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第2线槽的第二嵌设位的上层导体连接。

B相绕组27引线端连接：从第n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第7n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第9n/6线槽的第二嵌设位的上层导体连接。从第4n/3+1线槽的第二嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第13n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第15n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第7n/3+1线槽的第二嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第19n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第21n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第10n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体连接。

C相绕组28引线端连接：从第8n/3+1线槽的第二嵌设位的下层导体至第3n线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第21n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第23n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第23n/6-1线槽的第二嵌设位的下层导体至第4n线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第2n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第5n/6线槽的第一嵌设位的上层导体连接。从第2n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第n线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第9n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第11n/6线槽的第二嵌设位的上层导体连接。从第5n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第15n/6+1线槽的第一嵌设位的上层导体至第17n/6线槽的第二嵌设位的上层导体连接。

N个线槽中全部导体的非引线端02的绕组接线方式为：

请继续参照图5、图6及图7所示，A相绕组26非引线端02连接：从第3n-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第3n+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第1线槽的第一嵌设位的下层导体至第n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第4n-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第n-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第4n/3-2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第2n-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第2n+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第3n+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。

B相绕组27非引线端02连接：从第10n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第10n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第4n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第4n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第4n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第7n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第7n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第7n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第10n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的第二嵌设位的下层导体连接。

C相绕组28非引线端02连接：从第11n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第4n-2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第n线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第2n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第2n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第5n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第5n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第5n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第8n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第3n线槽的第二嵌设位的下层导体连接。从第8n/3-1线槽的第一嵌设位的上层导体至第8n/3+2线槽的第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第11n/3+1线槽的第一嵌设位的下层导体至第4n线槽的第二嵌设位的下层导体连接。

本申请实施例提供的发电机转子，通过每个线槽内设置有四个导体，且导体分为两列两层设置，以提高开路电压。

通过导体组的引线端采用波绕组5n/6短距连接，非引线端采用波绕组n+2连接方式，例如：当n＝12时，引线端短距10接线，非引线端跨距14接线。且当开路电压为2100V时，电机允许定子最大的电压绝对值为750V，转子允许转差率绝对值S＝750/2100＝0.357。

则转子允许波动转速为n1＝S×n0＝0.357×1500＝535rpm。其中，n0＝1500rpm，且为四级电机同步转速。

则有，转子允许的最低转速n＝n0-n1＝1500-535＝965rpm；转子允许的最高转速n＝n0+n1＝1500+535＝2035rpm。

所以，当定子电压不大于750V时，并网转速的范围为965～2035rpm。从而实现发电机转子在提高开路电压的同时，并没有减小并网转速(1000-2000rpm)的范围要求。

综上，采用上述导体放置结构和绕组连线方式，可以提高开路电压，并将开路电压控制在不大于2100V的范围内。当发电机定子电压不大于750V时，并网转速范围为965-2035rpm，相比较1000-2000rpm的转速范围宽，从而实现了发电机转子在提高开路电压的同时，不减小并网转速范围。

下面以转子本体100沿自身周向间隔开设有48个线槽的四极电机为例进行详细说明。

首先，在转子本体100的48个线槽中分别放入导体20，每个线槽内均放入两列导体20，每列均包括两层导体20。

该发电机转子的节距为n＝N/P＝48/4＝12。

然后，确定第1线槽的具体位置，沿顺时针方向对全部绕组进行接线，具体的绕组连接方式如下。

请继续参照图4和图5所示，A相绕组26的连接方式：

A相绕组26在引线端01的外部接线端口的接线方式：将第1线槽的第一嵌设位的下层导体和第13线槽的第一嵌设位的下层导体的引出线共同作为A相绕组26外部接线端口。将第14线槽的第二嵌设位的上层导体和第26线槽的第二嵌设位的上层导体的引出线短接。

在引线端01：将第1线槽的第二嵌设位的下层导体至第4线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第11线槽的第一嵌设位的上层导体至第14线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第13线槽的第二嵌设位的下层导体至第16线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第23线槽的第一嵌设位的上层导体至第26线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第25线槽的第一嵌设位的下层导体至第28线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第35线槽的第一嵌设位的上层导体至第38线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。将第37线槽的第一嵌设位的下层导体至第40线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第47线槽的第一嵌设位的上层导体至第2线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。

在非引线端02：将第35线槽的第一嵌设位的上层导体至第38线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第1线槽的第一嵌设位的下层导体至第4线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第47线槽的第一嵌设位的上层导体至第2线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第13线槽的第一嵌设位的下层导体至第16线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第11线槽的第一嵌设位的上层导体至第14线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第25线槽的第一嵌设位的下层导体至第28线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第23线槽的第一嵌设位的上层导体至第26线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第37线槽的第一嵌设位的下层导体至第40线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。

请继续参照图4和图6所示，B相绕组27的连接方式：

B相绕组27在引线端01的外部接线端口的接线方式：将第17线槽的第一嵌设位的下层导体和第29线槽的第一嵌设位的下层导体的引出线共同作为B相绕组27外部接线端口。将第30线槽的第二嵌设位的上层导体和第42线槽的第二嵌设位的上层导体的引出线短接。

在引线端01：将第5线槽的第一嵌设位的下层导体至第8线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第15线槽的第一嵌设位的上层导体至第18线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。将第17线槽的第二嵌设位的下层导体至第20线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第27线槽的第一嵌设位的上层导体至第30线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第29线槽的第二嵌设位的下层导体至第32线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第39线槽的第一嵌设位的上层导体至第42线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第41线槽的第一嵌设位的下层导体至第44线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第3线槽的第一嵌设位的上层导体至第6线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。

在非引线端02：将第39线槽的第一嵌设位的上层导体至第42线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第5线槽的第一嵌设位的下层导体至第8线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第3线槽的第一嵌设位的上层导体至第6线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第17线槽的第一嵌设位的下层导体至第20线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第15线槽的第一嵌设位的上层导体至第18线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第29线槽的第一嵌设位的下层导体至第32线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第27线槽的第一嵌设位的上层导体至第30线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第41线槽的第一嵌设位的下层导体至第44线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。

请继续参照图4和图7所示，C相绕组28的连接方式：

C相绕组28在引线端01的外部接线端口的接线方式：将第33线槽的第一嵌设位的下层导体和第45线槽的第一嵌设位的下层导体的引出线共同作为C相绕组28外部接线端口，将第10线槽的第二嵌设位的上层导体和第46线槽的第二嵌设位的上层导体的引出线短接。

在引线端01：将第33线槽的第二嵌设位的下层导体至第36线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第43线槽的第一嵌设位的上层导体至第46线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第45线槽的第二嵌设位的下层导体至第48线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第7线槽的第一嵌设位的上层导体至第10线槽的第一嵌设位的上层导体分别连接。将第9线槽的第一嵌设位的下层导体至第12线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第19线槽的第一嵌设位的上层导体至第22线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。将第21线槽的第一嵌设位的下层导体至第24线槽的第二嵌设位的下层导体一一对应地与第31线槽的第一嵌设位的上层导体至第34线槽的第二嵌设位的上层导体分别连接。

在非引线端02：将第43线槽的第一嵌设位的上层导体至第46线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第9线槽的第一嵌设位的下层导体至第12线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第7线槽的第一嵌设位的上层导体至第10线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第21线槽的第一嵌设位的下层导体至第24线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第19线槽的第一嵌设位的上层导体至第22线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第33线槽的第一嵌设位的下层导体至第36线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。将第31线槽的第一嵌设位的上层导体至第34线槽的第二嵌设位的上层导体一一对应地与第45线槽的第一嵌设位的下层导体至第48线槽的第二嵌设位的下层导体分别连接。

本申请实施例提供的发电机转子绕组连接方法包括以下步骤：

嵌线步骤：在每个线槽的第一嵌设位和第二嵌设位中均嵌设有上下两层导体20，且全部导体20共同形成导体组。

绕组连线步骤：对导体组的引线端01首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距方式连接，对导体组的非引线端02首尾跨接范围采用波绕组n+2方式连接。

综上所述，通过本申请实施例提供的发电机转子结构及绕组连接方式，实现了在提高开路电压的同时，未减小并网转速范围1000-2000rpm的要求，且并网转速范围为965-2035rpm。另外，非引线端02采用n+2跨距、引线端01采用5n/6短距的接线方式，实现了绕组均匀分布、短接线相同，以解决发电机转子机械不平衡的问题。

本申请实施例提供的发电机转子和发电机转子绕组连接方法具有的有益效果是：通过在每个线槽10中设置四个导体20，且导体20分为两列两层设置，提高开路电压；非引线端02首尾跨接范围采用波绕组n+2方式，引线端01首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距方式，将开路电压控制在不大于2100V，定子电压不大于750V时，并网转速范围能够满足1000-2000rpm的要求，实现了在提高开路电压的同时，满足并网转速范围；通过导体组非引线端02首尾跨接范围采用波绕组n+2方式，和引线端01首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距方式，能够实现绕组引出线、短接线相同，且均匀分布，以解决机械不平衡的问题；另外，通过将线槽的槽口设计为半开口结构，以尽可能地消除开口槽带来的气隙齿谐波。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种发电机转子，其特征在于，包括转子本体和导体，所述转子本体沿自身周向间隔设置有N个线槽，每个所述线槽均包括沿所述转子本体的周向排布的第一嵌设位和第二嵌设位，所述第一嵌设位和所述第二嵌设位均嵌设有沿所述转子本体的径向间隔设置的两层导体；

全部所述导体共同形成导体组，所述导体组的引线端的首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距连接，所述导体组的非引线端的首尾跨接范围采用波绕组n+2连接；

其中，n＝N/P，n为所述发电机转子的节距，P为电机极数。

2.根据权利要求1所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，第1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为A相绕组外部接线端口；

第n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第2n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

3.根据权利要求2所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，从第1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第5n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第7n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第n+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第11n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第13n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第2n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第17n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第19n/6线槽的第二嵌设位的上层导体连接；

从第3n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第23n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

4.根据权利要求2所述的发电机转子，其特征在于，在所述非引线端，从第3n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第3n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第4n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第4n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n/3-2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第7n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第2n-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2n+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第3n+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第10n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

5.根据权利要求1所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，第4n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第7n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为B相绕组外部接线端口；

第7n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第10n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

6.根据权利要求5所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，从第n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第7n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第9n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接；

从第4n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第13n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第15n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第7n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第19n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第21n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第10n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

7.根据权利要求5所述的发电机转子，其特征在于，在所述非引线端，从第10n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第10n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第4n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第5n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第4n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第7n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第8n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第7n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第7n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第10n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第11n/3线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

8.根据权利要求1所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，第8n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体，和第11n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体共同作为C相绕组外部接线端口；

第2n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，和第11n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体引出线短接。

9.根据权利要求8所述的发电机转子，其特征在于，在所述引线端，从第8n/3+1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第3n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第21n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第23n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第23n/6-1线槽的所述第二嵌设位的下层导体至第4n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第2n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第5n/6线槽的所述第一嵌设位的上层导体连接；

从第2n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第9n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第11n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接；

从第5n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的所述第二嵌设位的下层导体，一一对应地与第15n/6+1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第17n/6线槽的所述第二嵌设位的上层导体连接。

10.根据权利要求8所述的发电机转子，其特征在于，在所述非引线端，从第11n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第4n-2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第2n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第2n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第2n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第5n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第2n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第5n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第5n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第8n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第3n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接；

从第8n/3-1线槽的所述第一嵌设位的上层导体至第8n/3+2线槽的所述第二嵌设位的上层导体，一一对应地与第11n/3+1线槽的所述第一嵌设位的下层导体至第4n线槽的所述第二嵌设位的下层导体连接。

11.根据权利要求1-10任一项所述的发电机转子，其特征在于，所述线槽包括槽体和槽口，所述槽口包括分别与所述第一嵌设位相对应的凸部，和与所述第二嵌设位相对应的凹部，所述凸部的凸出方向和所述凹部的凹陷方向相同，以使所述槽口的宽度尺寸小于所述槽体的宽度尺寸。

12.根据权利要求11所述的发电机转子，其特征在于，所述第一嵌设位的导体和所述第二嵌设位的导体之间设置有列间绝缘件，所述第一嵌设位和所述第二嵌设位的上下两层导体之间设置有层间绝缘件。

13.一种发电机转子绕组连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

嵌线步骤：在每个线槽的第一嵌设位和第二嵌设位中均嵌设有上下两层导体，且全部导体共同形成导体组；

绕组连线步骤：对所述导体组的引线端首尾跨接范围采用波绕组5n/6短距方式连接，对所述导体组的非引线端首尾跨接范围采用波绕组n+2方式连接。

Images