專利名稱：二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組。
背景技術(shù)：
抽水蓄能電機(jī)頻繁在發(fā)電和電動(dòng)兩種工況下運(yùn)行，其旋轉(zhuǎn)方向相反，通常轉(zhuǎn)速較高，因此它的設(shè)計(jì)技術(shù)獨(dú)特。并隨著容量的逐漸增加，設(shè)計(jì)難度越來(lái)越大。容量為300MW等級(jí)、轉(zhuǎn)速為428.6r/min(十四極)抽水蓄能電機(jī)應(yīng)用廣泛，且該轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)性能優(yōu)越。但十四極電機(jī)的定子繞組對(duì)稱并聯(lián)支路數(shù)只能是1、2、7和14，相應(yīng)的額定電壓為13. SkV和 15. 75kV，在其他結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，鐵心的長(zhǎng)度較四支路定子繞組的長(zhǎng)近500mm，從而使電機(jī)的制造成本和電站的建設(shè)成本增加。若采用四支路不對(duì)稱繞組，則存在支路電勢(shì)的大小不等、相位不同以及繞組連接困難等問(wèn)題。四支路定子繞組的電機(jī)性能優(yōu)越，成本低， 但繞組不滿足對(duì)稱條件，為支路不對(duì)稱繞組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軸向長(zhǎng)度短，能降低廠房高度，節(jié)省電站建設(shè)費(fèi)用的二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組。這種二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組，由嵌入定子槽中的上、下層線棒通過(guò)改變繞組節(jié)距在端部由直并頭套、斜并頭套和短銅環(huán)連接形成三種節(jié)距，節(jié)距為14個(gè)槽距、15個(gè)槽距和16個(gè)槽距的線圈，使之串聯(lián)形成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成此種定子繞組，該定子繞組為上層線棒 (1)、下層線棒O)，通過(guò)改變節(jié)距在端部由直并頭套(3)、斜并頭套以及短銅環(huán)(5)連接形成三種節(jié)距的線圈(6)，再連接形成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成不對(duì)稱四支路雙層三相對(duì)稱波繞組。電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部件組成。定子由定子機(jī)座、定子鐵心和定子繞組組成。大型電機(jī)定子繞組通常為單匝繞組，由嵌入定子鐵心槽中的條式線棒在端部由并頭套連接形成線圈，若干線圈串聯(lián)并通過(guò)極間連接線形成支路，支路間并聯(lián)形成定子繞組。定子繞組是電機(jī)中完成機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中使勵(lì)磁繞組提供的恒定磁通切割定子繞組，并在其中感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生電能，完成機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明對(duì)于428.6r/min(十四極)電機(jī)，其對(duì)稱定子繞組的支路數(shù)只能是1、2、7 和14。本發(fā)明是改變十四極、二百五十二槽的繞組排列規(guī)律和連接形式，形成一種新的不滿足對(duì)稱繞組條件的不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組。不對(duì)稱四支路繞組與傳統(tǒng)的對(duì)稱支路繞組相比，其優(yōu)點(diǎn)是(1)充分發(fā)揮水泵水輪機(jī)在428. 6r/min下的優(yōu)越性能；⑵電機(jī)額定電壓可由7條支路繞組的13. 8kV和15. 75kV 提高到18kV ;C3)擴(kuò)大電機(jī)定子的可選槽數(shù)，使電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)大幅度提升；(4)在電機(jī)其他結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，鐵心的長(zhǎng)度較采用7支路定子繞組的短近500mm，從而使電機(jī)的制造成本和電站的建設(shè)成本減少。本發(fā)明適用于凸極同步電機(jī)，尤其適合428. 6r/min(十四極)，二百五十二槽抽水蓄能電機(jī)。采用本發(fā)明的定子繞組，使常規(guī)的單一節(jié)距(節(jié)距為15個(gè)槽距)的定子線圈，變成三種節(jié)距(分別為14個(gè)槽距、15個(gè)槽距和16個(gè)槽距)的定子線圈，線圈串聯(lián)之后形成不對(duì)稱的四條支路，這四條支路并聯(lián)構(gòu)成一相繞組。這不僅改變了上層線棒和下層線棒的連接規(guī)律，而且改變了支路中線圈的連接規(guī)律。為了考察本發(fā)明的定子繞組的性能，需通過(guò)電勢(shì)星形圖分析其不對(duì)稱度和計(jì)算定子繞組分布系數(shù)，從原理上判斷此種繞組形式是否可行；通過(guò)繪制定子繞組連接圖來(lái)判斷此種繞組的嵌線工藝性和極間連接是否可行。對(duì)于 428. 6r/min (十四極)，二百五十二槽，四支路定子繞組，定子繞組的分布系數(shù)為0. 95614， 短距系數(shù)兩兩支路相同，分別為0. 9622和0. 9686，平均繞組系數(shù)為0. 9230，電壓不對(duì)稱度為0. 6696%，即可以通過(guò)調(diào)整線圈節(jié)距接成支路不對(duì)稱但三相對(duì)稱的定子繞組，定子繞組接線圖如圖1所示。從圖中可見(jiàn)定子繞組接線雖較常規(guī)繞組復(fù)雜，但是完全能夠?qū)崿F(xiàn)。本發(fā)明的定子繞組，不僅可以使電機(jī)性能優(yōu)越，提高電壓等級(jí)，擴(kuò)大十四極電機(jī)的定子可選槽數(shù)，使電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)大幅度提升，更重要的是可以減少電機(jī)的軸向長(zhǎng)度，降低廠房的高度， 節(jié)省電站的建設(shè)費(fèi)用。本發(fā)明適用于428.6r/min(十四極)二百五十二槽凸極同步電機(jī)， 尤其適合大型抽水蓄能電機(jī)領(lǐng)域。


圖1本發(fā)明的不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組接線2為A相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表圖3為X相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表圖4為B相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表圖5為Y相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表圖6為C相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表圖7為Z相帶繞組需連接的線棒編號(hào)及連接規(guī)律表
具體實(shí)施例方式如圖1所示為一種二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路定子繞組，由嵌入定子槽中的上、下層線棒通過(guò)改變繞組節(jié)距在端部由直并頭套、斜并頭套和短銅環(huán)連接形成三種節(jié)距，節(jié)距為14個(gè)槽距、15個(gè)槽距和16個(gè)槽距的線圈，線圈串聯(lián)形成線圈組、再連接成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成此種定子繞組，定子繞組為上層線棒1、下層線棒2，通過(guò)改變節(jié)距在端部由直并頭套3和斜并頭套4以及短銅環(huán)5連接形成三種節(jié)距的線圈6，再連接形成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成不對(duì)稱四支路雙層三相對(duì)稱波繞組。通過(guò)匯流環(huán)和母線引出到機(jī)坑外。雖然只需要設(shè)計(jì)一種節(jié)距的線棒，但其端部連接除了直并頭套和斜并頭套外， 還需要增加短銅環(huán)。不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組的連接形式為電機(jī)的定子繞組為三相60°相帶，即A、X、B、Y、C、Z六個(gè)相帶，分別如圖2 圖7所示。圖中，羅馬數(shù)字編號(hào)I-VII為電機(jī)極對(duì)數(shù)編號(hào)，每相帶下的列數(shù)為每極每相槽數(shù)，圖中給出的是每相繞組上下層線棒對(duì)應(yīng)的槽號(hào)，在每張圖的最后一行給出了列的編號(hào)，編號(hào)1-6表示上層線棒，編號(hào)1’ _6’表示下層線棒。每個(gè)相帶圖中，除了第IV對(duì)極下的線棒連接成線圈時(shí)需把節(jié)距調(diào)整成14個(gè)槽距和16個(gè)槽距外，其他對(duì)極下連接而成的線圈節(jié)距均為15個(gè)槽距，極對(duì)數(shù)I-III的各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的各列下層線棒對(duì)應(yīng)相連和第IV對(duì)極的編號(hào)為1、3、5各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的下層線棒各列對(duì)應(yīng)相連形成一條支路，極對(duì)數(shù)V-VII的各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的各列下層線棒對(duì)應(yīng)相連和第IV對(duì)極的編號(hào)為2、4、6各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的下層線棒對(duì)應(yīng)各列相連形成另一條支路，每相帶形成兩條支路，共形成12條支路，A、X相帶的四條支路并聯(lián)形成A相繞組，B、Y相帶的四條支路并聯(lián)形成B相繞組，C、Z 相帶的四條支路并聯(lián)形成C相繞組，這樣就形成了不對(duì)稱四支路雙層三相繞組。
權(quán)利要求
1.一種二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組，其特征是由嵌入定子槽中的上、下層線棒通過(guò)改變繞組節(jié)距在端部由直并頭套、斜并頭套和短銅環(huán)連接形成三種節(jié)距，節(jié)距為14個(gè)槽距、15個(gè)槽距和16個(gè)槽距的線圈，使之串聯(lián)形成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成此種定子繞組，該定子繞組為上層線棒(1)、下層線棒O)，通過(guò)改變節(jié)距在端部由直并頭套(3)、斜并頭套以及短銅環(huán)(5)連接形成三種節(jié)距的線圈(6)，再連接形成四條支路，四條支路并聯(lián)后形成不對(duì)稱四支路雙層三相對(duì)稱波繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二百五十二槽十四極不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組， 其特征是不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組的連接形式為電機(jī)的定子繞組為三相60°相帶，即A、X、B、Y、C、Z六個(gè)相帶，圖中羅馬數(shù)字編號(hào)I-VII為電機(jī)極對(duì)數(shù)編號(hào)，每相帶下的列數(shù)為每極每相槽數(shù)，圖中給出的是每相繞組上下層線棒對(duì)應(yīng)的槽號(hào)，在每張圖的最后一行給出了列的編號(hào)，編號(hào)1-6表示上層線棒，編號(hào)1’ -6’表示下層線棒。每個(gè)相帶圖中，除了第IV對(duì)極下的線棒連接成線圈時(shí)需把節(jié)距調(diào)整成14個(gè)槽距和16個(gè)槽距外，其他對(duì)極下連接而成的線圈節(jié)距均為15個(gè)槽距，極對(duì)數(shù)I-III的各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的各列下層線棒對(duì)應(yīng)相連和第IV對(duì)極的編號(hào)為1、3、5各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的下層線棒各列對(duì)應(yīng)相連形成一條支路，極對(duì)數(shù)V-VII的各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的各列下層線棒對(duì)應(yīng)相連和第IV對(duì)極的編號(hào)為2、4、6各列上層線棒與編號(hào)數(shù)字相同的下層線棒對(duì)應(yīng)各列相連形成另一條支路，每相帶形成兩條支路，共形成12條支路，A、X相帶的四條支路并聯(lián)形成A相繞組，B、Y相帶的四條支路并聯(lián)形成B相繞組，C、Z相帶的四條支路并聯(lián)形成C相繞組，這樣就形成了不對(duì)稱四支路雙層三相繞組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定子繞組——十四極、二百五十二槽、不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組，它是由嵌入定子槽中的上下層線棒通過(guò)改變繞組節(jié)距在端部由直并頭套、斜并頭套和短銅環(huán)連接形成三種節(jié)距的線圈，并有規(guī)律地串聯(lián)形成四條支路，四條支路并聯(lián)形成此種定子繞組。本發(fā)明是改變十四極、二百五十二槽的繞組排列規(guī)律和連接形式，形成一種新的不滿足對(duì)稱繞組條件的不對(duì)稱四支路雙層三相定子繞組。本發(fā)明不僅可以使電機(jī)性能優(yōu)越，提高電壓等級(jí)，擴(kuò)大十四極電機(jī)的定子可選槽數(shù)，使電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)大幅度提升，而且可以減少電機(jī)的軸向長(zhǎng)度，降低廠房的高度，節(jié)省電站的建設(shè)費(fèi)用。本發(fā)明適用于十四極、二百五十二槽凸極同步電機(jī)，尤其適合大型抽水蓄能電機(jī)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102510151SQ20111037069
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉平安, 孫玉田, 宋敏慧, 李桂芬, 李金香, 欒慶偉, 畢純輝, 胡剛 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司