一种14极电机电枢绕组结构、接线方法及电机与流程

本申请属于电机设备，具体涉及一种14极电机电枢绕组结构、接线方法及电机。

背景技术：

1、在一定水头和功率下水轮机有一个最佳运行转速。通常水轮机转速的选择需要考虑发电机定子绕组支路的对称性，从而使水轮机转速的选择受到一定的限制。比如，对于一些大容量、高转速机组，428.6r/min的转速(14极)在水泵水轮机中选用这个转速对水泵水轮机是最合适的，但这个转速对应电机14个磁极，按传统方式会给电机的电磁设计带来困难。

2、通常情况下，水轮发电机或发电电动机(以下简称电机)定子三相绕组按照电磁上以及物理上完全对称的方式进行设计，即磁极数除以定子绕组支路数之商必须为整数。对于14极的电机定子绕组的每相支路数必须为1，2，7或14，才能达到各支路对称或平衡的要求。

3、由于支路数决定了定子的槽电流，槽电流大小基本决定了电机的电抗、效率、绕组运行温度等重要参数，因此在某些容量和额定电压条件下，1，2，7，14的支路数会使定子槽电流要么偏大，要么偏小，不仅使电机电磁设计非常困难或者设计出的电机综合参数很不协调，还将导致电机制造成本增加。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种14极电机电枢绕组结构、接线方法及电机，能够解决接线方法在保证性能的前提下接线的问题。

2、第一方面，本申请实施例的目的在于提供了一种14极电机电枢绕组结构，包括：

3、设置在电机的252个定子槽中的双层波绕组，所述双层波绕组包括u相绕组、v相绕组和w相绕组；

4、每组绕组均包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，其中，所述第一支路与所述第三支路的线棒数量和电气角一致，所述第二支路与所述第四支路的线棒数量和电气角一致；

5、所述定子槽包括上层线棒槽位和下层线棒槽位，所述上层线棒槽位包括第四上槽位、第五上槽位......第九上槽位，所述下层线棒槽位包括第一下槽位、第二下槽位......第六下槽位；

6、每条支路的部分线棒在所述上层线棒槽位与所述下层线棒槽位内的槽位差值为3时，通过直并头将所述第一下槽位、所述第二下槽位......所述第六下槽位内的线棒依次连接于对应的第四上槽位、第五上槽位......第九上槽位内的线棒上，其中，该连接对应的绕组节距为1-22-37；

7、每条支路的剩余线棒在所述上层线棒槽位与所述下层线棒槽位内的槽位差值为2或者4时，通过斜并头将剩余在所述上层线棒槽位内的所述线棒连接于对应的所述下层线棒槽位内的线棒上，其中，该连接对应的绕组节距为1-21-37或1-23-37。

8、进一步地，所述剩余线棒包括多个所述线棒，其中一部分所述线棒设置在同一个所述上层线棒槽位内，另一部分所述线棒设置在同一个所述下层线棒槽位内。

9、进一步地，所述剩余线棒包括多个所述线棒，其中一部分所述线棒分别设置在不同的所述上层线棒槽位内，另一部分所述线棒分别设置在不同的所述下层线棒槽位内。

10、进一步地，每个所述线棒的绕制圈数相等。

11、进一步地，所述u相绕组、v相绕组、w相绕组、-u相绕组、-v相绕组和-w相绕组均设有14个磁极。

12、第二方面，本申请实施例的目的在于提供了一种14极电机电枢绕组的接线方法，包括：

13、绕制14极电机电枢绕组结构的线棒；

14、将504支所述线棒嵌入电机的252个定子槽中；

15、基于绕组节距进行所述v相绕组的所述第一支路的线棒接线，其中，所述第三支路的所述线棒连接方式与所述第一支路的连接方式一致；

16、基于绕组节距进行所述v相绕组的所述第二支路的线棒接线，其中，所述第四支路的所述线棒连接方式与所述第二支路的连接方式一致；

17、在所述v相绕组接线完成的情况下，同理依次完成所述u相绕组和w相绕组的每相支路的线棒接线。

18、进一步地，所述方法还包括：

19、基于60°的相带将定子槽对应的线圈顺序划分为u相带、v相带、w相带、-u相带、-v相带、-w相带，其中，所述u相带与所述-u相带为一组，所述v相带与所述-v相带为一组，所述w相带与所述-w相带为一组；

20、基于绕组节距划分线棒电气角的种类，其中，所述线棒电气角的种类包括第一电气角、第二电气角......第九电气角，每组相带的线棒电气角分布一致。

21、进一步地，所述方法还包括：

22、对每组相带中的所述线棒进行支路划分，使每组相带均包括4条支路，其中，所述v相带包括第一支路和第二支路，所述-v相带包括第三支路和第四支路，每条支路包括42根线棒。

23、进一步地，所述方法还包括：

24、基于消除的目标谐波，确定节距系数；

25、基于所述节距系数，确定绕组节距，其中，所述绕组节距为1-22-37。

26、第三方面，本申请实施例的目的在于提供了一种电机，包括如前述的14极电机电枢绕组结构。

27、本申请的有益效果：

28、在本申请实施例中的4支路特殊平衡支路的接线方法打破了磁极数比支路数必须为整数的定律，该接线方法大幅降低了每相支路间的电压差，使得每相支路间的电压差小于0.067％，且支路间相角差为0，进而增加了14极电机的支路选择和额定电压的选择，提高了电机设计的灵活性，降低了电机的制造和电站的建设成本。

29、同时，本接线方法无长、短跨接线，均为直并头和斜并头(1个槽距)，均没有长、短极间跨距(2个及2个以上槽距)连接，端部接线简单，接线简洁，工程上易实现。

技术特征：

1.一种14极电机电枢绕组结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的14极电机电枢绕组结构，其特征在于，所述剩余线棒包括多个所述线棒，其中一部分所述线棒设置在同一个所述上层线棒槽位内，另一部分所述线棒设置在同一个所述下层线棒槽位内。

3.根据权利要求1所述的14极电机电枢绕组结构，其特征在于，所述剩余线棒包括多个所述线棒，其中一部分所述线棒分别设置在不同的所述上层线棒槽位内，另一部分所述线棒分别设置在不同的所述下层线棒槽位内。

4.根据权利要求1所述的14极电机电枢绕组结构，其特征在于，每个所述线棒的绕制圈数相等。

5.根据权利要求1所述的14极电机电枢绕组结构，其特征在于，所述u相绕组、v相绕组、w相绕组、-u相绕组、-v相绕组和-w相绕组均设有14个磁极。

6.一种14极电机电枢绕组的接线方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的接线方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的接线方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求6所述的接线方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的14极电机电枢绕组结构。

技术总结本申请公开了一种14极电机电枢绕组结构、接线方法及电机，所述14极电机电枢绕组结构包括：设置在电机的252个定子槽中的双层波绕组，所述双层波绕组包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；每组绕组均包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，其中，所述第一支路与所述第三支路的线棒数量和电气角一致，所述第二支路与所述第四支路的线棒数量和电气角一致；所述定子槽包括上层线棒槽位和下层线棒槽位。在本申请实施例中的4支路特殊平衡支路的接线方法打破了磁极数比支路数必须为整数的定律，该接线方法大幅降低了每相支路间的电压差。技术研发人员：杨桂周,唐凤姣,黄小红受保护的技术使用者：东芝水电设备（杭州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25