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電機(jī)的繞組和電機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):7465391閱讀:534來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:電機(jī)的繞組和電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說(shuō),涉及一種電機(jī)的繞組,還涉及一種電機(jī)。
背景技術(shù)
常見的電機(jī)中的繞組通常為單繞組設(shè)計(jì),即電機(jī)的定子繞組僅有一套Y型接法或A型接法的繞組,而轉(zhuǎn)子繞組僅有一套采用Y型接法或鼠籠結(jié)構(gòu)的繞組。這種電機(jī)不具備冗余設(shè)計(jì),一旦電機(jī)中的繞組發(fā)生故障,整臺(tái)電機(jī)就無(wú)法進(jìn)行工作,無(wú)法在一些要求電機(jī)具有高可靠性的環(huán)境中使用。其次,在對(duì)電機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),需要進(jìn)行空載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)和負(fù)載試驗(yàn)等一系列的試驗(yàn),以獲取電機(jī)實(shí)際的性能數(shù)據(jù)。對(duì)于現(xiàn)有的單繞組電機(jī),一般采用拖動(dòng)機(jī)帶動(dòng)被測(cè)電機(jī)運(yùn)行的方式進(jìn)行試驗(yàn),這就要求拖動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速等一系列性能指標(biāo)優(yōu)于被測(cè)電機(jī)。對(duì)于廠家來(lái)說(shuō),采購(gòu)高性能的拖動(dòng)機(jī)成本較高,同時(shí),對(duì)于大功率雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō),由于體積較大,采用拖動(dòng)機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)還受場(chǎng)地的限制。由以上所述,如何提供一種新型的電機(jī),實(shí)現(xiàn)提高電機(jī)可靠性,降低進(jìn)行型式試驗(yàn)的投資和場(chǎng)地要求的目的,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題
發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此,本發(fā)明提供一種電機(jī)的繞組,在提高電機(jī)的可靠性的同時(shí),同時(shí)降低在進(jìn)行型式試驗(yàn)過程中的投資和場(chǎng)地要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種電機(jī)的繞組,繞組包括偶數(shù)套并聯(lián)的子繞組,子繞組每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同,每套子繞組與其余同一相間的子繞組之間相互間隔60°正整數(shù)倍的電勢(shì)相角。優(yōu)選地,在上述的繞組中,繞組包括兩套子繞組,兩套子繞組之間的電勢(shì)相角為60° 或 180° 或 300°。優(yōu)選地,在上述的繞組中,兩套子繞組均為單層繞組或雙層繞組。優(yōu)選地,在上述的繞組中,兩套子繞組其中之一為單層繞組,另一為雙層繞組。優(yōu)選地,在上述的繞組中,兩套子繞組均為A型接法的子繞組或Y型接法的子繞組。優(yōu)選地,在上述的繞組中,兩套子繞組其中之一為A型接法的子繞組,另一為Y型接法的子繞組。本發(fā)明提供了一種電機(jī)的繞組,該繞組包括偶數(shù)套并聯(lián)的子繞組,子繞組中每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同,且每套子繞組與其余同一相間的子繞組之間相互間隔的電勢(shì)相角為60°的正整數(shù)倍。在電機(jī)正常工作時(shí),該偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作;當(dāng)其中的某套子繞組發(fā)生故障時(shí),可以將該套子繞組斷開,以剩余的子繞組工作,此狀態(tài)下的電機(jī)功率下降,但仍然能夠繼續(xù)運(yùn)行。與現(xiàn)有的單繞組的電機(jī)相比,本發(fā)明所提供的電機(jī)通過設(shè)置偶數(shù)套互為冗余的子繞組,使得在某些子繞組發(fā)生故障時(shí),電機(jī)仍然能夠運(yùn)行,提高了電機(jī)的可靠性。其次,在進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,而另一半做發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這就在一臺(tái)電機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了拖動(dòng)機(jī)與被測(cè)電機(jī)的組合。在對(duì)本發(fā)明所提供的電機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),不需要購(gòu)買和設(shè)置拖動(dòng)機(jī),節(jié)省了投資,降低了試驗(yàn)對(duì)場(chǎng)地的需求?!N電機(jī),電機(jī)中設(shè)置有上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)中的繞組。優(yōu)選地,在上述的電機(jī)中,電機(jī)為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)。優(yōu)選地,在上述的電機(jī)中,電機(jī)為永磁同步電機(jī)。本發(fā)明還提供了一種電機(jī),在該電機(jī)中設(shè)置了上述的繞組。與現(xiàn)有的電機(jī)相比,本發(fā)明所提供的電機(jī)具有更高的可靠性,同時(shí),在進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),不需要購(gòu)買和設(shè)置拖動(dòng)機(jī),節(jié)省了投資,降低了試驗(yàn)對(duì)場(chǎng)地的需求。


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為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例所提供的繞組中子繞組的空間布置原理圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的繞組中另一子繞組的空間布置原理圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的繞組中子繞組的基波電勢(shì)星形相量圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的繞組中另一子繞組的基波電勢(shì)星形相量圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例公開了一種電機(jī)的繞組,在提高電機(jī)可靠性的同時(shí),降低在進(jìn)行型式試驗(yàn)過程中的投資和場(chǎng)地要求。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種電機(jī)的繞組,該繞組包括偶數(shù)套并聯(lián)設(shè)置的子繞組,子繞組每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同,同時(shí),每套子繞組與同一相間其它子繞組之間相互間隔呈60°整數(shù)倍的電勢(shì)相角。下面以包括兩套子繞組的繞組為例進(jìn)行具體的說(shuō)明。在進(jìn)行定子繞組設(shè)計(jì)時(shí),先根據(jù)公式(I)進(jìn)行計(jì)算
q =丄(I)
2—其中,q——每極每相槽數(shù);Z——電機(jī)槽數(shù);M—電機(jī)相數(shù),一般為3 ;
P—電機(jī)極對(duì)數(shù)。由公式(I)得出如圖3和圖4所示的基波電勢(shì)星形相量圖,進(jìn)而由圖3和圖4可以得出每個(gè)相帶所對(duì)應(yīng)的槽號(hào)。再根據(jù)相帶槽號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以分別得到圖I和圖2所示的繞組空間布置的原理圖。現(xiàn)將圖I和圖2中的IUl,IVl,IWl子繞組提取出來(lái),形成三角形連接或Y形連接,2U1,2V1,2W1子繞組提取出來(lái),形成三角形連接或Y形連接。該兩套子繞組的極數(shù)、相數(shù)、串聯(lián)匝數(shù)相同,各自形成獨(dú)立的氣隙磁場(chǎng)。該兩子套繞組引入到接線盒內(nèi),在正常運(yùn)行時(shí)兩套子繞組并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)一套子繞組發(fā)生故障時(shí),可將故障子繞組切除,而只單獨(dú)運(yùn)行另一套子繞組,使電機(jī)工作在半功率狀態(tài)。這樣,設(shè)置在電機(jī)中兩套子繞組互為冗余,在其中的一套子繞組發(fā)生故障時(shí),電機(jī)仍然能夠以半功率狀態(tài)運(yùn)行,提高了電機(jī)的可靠性。
當(dāng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所公開的電機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),先將電機(jī)中的一子套繞組1U,IV,IW與電網(wǎng)電源相連,并運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。此時(shí)定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將切割轉(zhuǎn)子繞組,使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。對(duì)于鼠籠電機(jī),該感應(yīng)電勢(shì)將在轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流,而如果是轉(zhuǎn)子外加電源的電機(jī),該感應(yīng)電勢(shì)將與轉(zhuǎn)子變頻器所提供的轉(zhuǎn)子外加電勢(shì)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流,因而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。在電機(jī)的一套繞組運(yùn)行在電動(dòng)態(tài)時(shí),電機(jī)氣隙中將存在以同步速旋轉(zhuǎn)的氣隙磁密,此氣隙磁密將旋轉(zhuǎn)切割定子的另一套繞組2U,2V,2W,從而在該繞組中產(chǎn)生感生電勢(shì)。由于此兩套繞組完全一樣,且繞組在定子上均勻?qū)ΨQ分布,因此發(fā)電態(tài)繞組感生電勢(shì)將與電動(dòng)態(tài)繞組的感生反電動(dòng)勢(shì)幅值相近,相位相同,頻率相同,因而發(fā)電態(tài)繞組的感生電勢(shì)將與施加于電動(dòng)態(tài)繞組的電網(wǎng)電源符合同步并網(wǎng)條件。由圖I和圖2可以看出,電機(jī)發(fā)電態(tài)繞組為電動(dòng)態(tài)繞組的負(fù)相繞組,因此在發(fā)電態(tài)繞組實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)后,發(fā)電態(tài)繞組所流過的電流與電動(dòng)態(tài)繞組的方向相向,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電態(tài)繞組向電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。而對(duì)于該繞組用于永磁電機(jī)時(shí),一套繞組IU,IV,Iff與變頻電源相連,通過調(diào)節(jié)電源頻率,使電機(jī)達(dá)到所需的額定轉(zhuǎn)速,此時(shí)轉(zhuǎn)子磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將切割另一套繞組2U,2V,2W生成感生電勢(shì),此感生電勢(shì)將通過變頻器與外界電源并網(wǎng)。由以上可知,在本發(fā)明實(shí)施例所公開的電機(jī)正常工作時(shí),設(shè)置在定子中的偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作;當(dāng)其中的某套子繞組發(fā)生故障時(shí),可以將該套子繞組斷開,以剩余的子繞組組成定子繞組,此時(shí)電機(jī)能夠以較低的功率繼續(xù)運(yùn)行。與現(xiàn)有的單繞組的電機(jī)相比,本發(fā)明所提供的電機(jī)通過設(shè)置偶數(shù)套互為冗余的子繞組,使得在某些子繞組發(fā)生故障時(shí),電機(jī)仍然能夠運(yùn)行,提高了電機(jī)的可靠性。其次,在進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,而另一半做發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這就在一臺(tái)電機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了拖動(dòng)機(jī)與被測(cè)電機(jī)的組合。在對(duì)本發(fā)明所提供的電機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),不需要購(gòu)買和設(shè)置拖動(dòng)機(jī),節(jié)省了投資,降低了試驗(yàn)對(duì)場(chǎng)地的需求。 優(yōu)選地,在上述實(shí)施例所提供的電機(jī)中,繞組包括兩套子繞組,這兩套子繞組之間的電勢(shì)相角為60°或180°或300°。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,在上述實(shí)施例所提供的電機(jī)中,兩套子繞組可以均為單層繞組或均為雙層繞組,同時(shí),也可以其中一套為單層繞組,而另一套為雙層繞組。同樣的,兩套子繞組既可以均為A型接法或Y型接法的子繞組,也可以是一套為A型接法的子繞組,而另一套為Y型接法的子繞組。
本發(fā)明還提供了一種電機(jī),在該電機(jī)中,使用了上述實(shí)施例中所提供的繞組。與現(xiàn)有的電機(jī)相比,本發(fā)明所提供的電機(jī)具有更高的可靠性,同時(shí),在進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),不需要購(gòu)買和設(shè)置拖動(dòng)機(jī),節(jié)省了投資,降低了試驗(yàn)對(duì)場(chǎng)地的需求。具體的,在上述實(shí)施例所提供的電機(jī)中,該電機(jī)為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī),或?yàn)橛来磐诫姍C(jī)。本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)的繞組,其特征在于,所述繞組包括偶數(shù)套并聯(lián)的子繞組,所述子繞組每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同,每套所述子繞組與其余同一相間的所述子繞組之間相互間隔60°正整數(shù)倍的電勢(shì)相角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繞組,其特征在于,所述繞組包括兩套所述子繞組,兩套所述子繞組之間的電勢(shì)相角為60°或180°或300°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組,其特征在于,兩套所述子繞組均為單層繞組或雙層繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組,其特征在于,兩套所述子繞組其中之一為單層繞組,另一為雙層繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組,其特征在于,兩套所述子繞組均為A型接法的子繞組或Y型接法的子繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組,其特征在于,兩套所述子繞組其中之一為A型接法的子繞組,另一為Y型接法的子繞組。
7.—種電機(jī),其特征在于,所述電機(jī)中設(shè)置有上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)中所述的繞組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī),其特征在于,所述電機(jī)為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī),其特征在于,所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機(jī)的繞組,在該繞組中設(shè)置有偶數(shù)套并聯(lián)的子繞組,子繞組中每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同,且每套子繞組與其余同一相間的子繞組之間相互間隔的電勢(shì)相角為60°的正整數(shù)倍。設(shè)置了本繞組的電機(jī)在正常工作時(shí),偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作;當(dāng)某套子繞組發(fā)生故障時(shí),可以將該套子繞組斷開,以剩余的子繞組組成定子繞組,此時(shí)電機(jī)仍然能夠運(yùn)行。本發(fā)明所提供的繞組通過設(shè)置偶數(shù)套互為冗余的子繞組,提高了電機(jī)的可靠性。其次,在進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí),將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動(dòng)機(jī),而另一半做發(fā)電機(jī),從而在型式試驗(yàn)中,節(jié)省了投資,降低了試驗(yàn)對(duì)場(chǎng)地的需求。本發(fā)明還公開了一種電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K3/04GK102801239SQ20121032711
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者王建良, 陽(yáng)輝力, 鄒強(qiáng)龍, 鄧方林, 龔天明, 李進(jìn)澤 申請(qǐng)人:南車株洲電機(jī)有限公司
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