專利名稱：電機的繞組和電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機技術領域，更具體地說，涉及一種電機的繞組，還涉及一種電機。
背景技術：
常見的電機中的繞組通常為單繞組設計，即電機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型接法或鼠籠結構的繞組。這種電機不具備冗余設計，一旦電機中的繞組發(fā)生故障，整臺電機就無法進行工作，無法在一些要求電機具有高可靠性的環(huán)境中使用。其次，在對電機進行型式試驗時，需要進行空載試驗、堵轉(zhuǎn)試驗、溫升試驗和負載試驗等一系列的試驗，以獲取電機實際的性能數(shù)據(jù)。對于現(xiàn)有的單繞組電機，一般采用拖動機帶動被測電機運行的方式進行試驗，這就要求拖動機的功率、轉(zhuǎn)速等一系列性能指標優(yōu)于被測電機。對于廠家來說，采購高性能的拖動機成本較高，同時，對于大功率雙饋風力發(fā)電機來說，由于體積較大，采用拖動機進行型式試驗還受場地的限制。由以上所述，如何提供一種新型的電機，實現(xiàn)提高電機可靠性，降低進行型式試驗的投資和場地要求的目的，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題
發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種電機的繞組，在提高電機的可靠性的同時，同時降低在進行型式試驗過程中的投資和場地要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案一種電機的繞組，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相角為60°的正整數(shù)倍。在電機正常工作時，該偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作；當其中的某套子繞組發(fā)生故障時，可以將該套子繞組斷開，以剩余的子繞組工作，此狀態(tài)下的電機功率下降，但仍然能夠繼續(xù)運行。與現(xiàn)有的單繞組的電機相比，本發(fā)明所提供的電機通過設置偶數(shù)套互為冗余的子繞組，使得在某些子繞組發(fā)生故障時，電機仍然能夠運行，提高了電機的可靠性。其次，在進行型式試驗時，將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動機運行，而另一半做發(fā)電機運行，這就在一臺電機內(nèi)實現(xiàn)了拖動機與被測電機的組合。在對本發(fā)明所提供的電機進行型式試驗時，不需要購買和設置拖動機，節(jié)省了投資，降低了試驗對場地的需求?！N電機，電機中設置有上述權利要求1-6中任一項中的繞組。優(yōu)選地，在上述的電機中，電機為雙饋風力發(fā)電機。優(yōu)選地，在上述的電機中，電機為永磁同步電機。本發(fā)明還提供了一種電機，在該電機中設置了上述的繞組。與現(xiàn)有的電機相比，本發(fā)明所提供的電機具有更高的可靠性，同時，在進行型式試驗時，不需要購買和設置拖動機，節(jié)省了投資，降低了試驗對場地的需求。


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為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)明實施例所提供的繞組中子繞組的基波電勢星形相量圖；圖4為本發(fā)明實施例所提供的繞組中另一子繞組的基波電勢星形相量圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例公開了一種電機的繞組，在提高電機可靠性的同時，降低在進行型式試驗過程中的投資和場地要求。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開了一種電機的繞組，該繞組包括偶數(shù)套并聯(lián)設置的子繞組，子繞組每相繞組所串的線圈匝數(shù)相同，同時，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)倍的電勢相角。下面以包括兩套子繞組的繞組為例進行具體的說明。在進行定子繞組設計時，先根據(jù)公式(I)進行計算
q =丄(I)
2—其中，q——每極每相槽數(shù)；Z——電機槽數(shù)；M—電機相數(shù)，一般為3 ；
P—電機極對數(shù)。由公式(I)得出如圖3和圖4所示的基波電勢星形相量圖，進而由圖3和圖4可以得出每個相帶所對應的槽號。再根據(jù)相帶槽號對應關系，可以分別得到圖I和圖2所示的繞組空間布置的原理圖?，F(xiàn)將圖I和圖2中的IUl，IVl，IWl子繞組提取出來，形成三角形連接或Y形連接，2U1，2V1，2W1子繞組提取出來，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，各自形成獨立的氣隙磁場。該兩子套繞組引入到接線盒內(nèi)，在正常運行時兩套子繞組并聯(lián)運行。當一套子繞組發(fā)生故障時，可將故障子繞組切除，而只單獨運行另一套子繞組，使電機工作在半功率狀態(tài)。這樣，設置在電機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，電機仍然能夠以半功率狀態(tài)運行，提高了電機的可靠性。
當對本發(fā)明實施例所公開的電機進行型式試驗時，先將電機中的一子套繞組1U，IV，IW與電網(wǎng)電源相連，并運行在電動機狀態(tài)。此時定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場將切割轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應電勢。對于鼠籠電機，該感應電勢將在轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應的轉(zhuǎn)子電流，而如果是轉(zhuǎn)子外加電源的電機，該感應電勢將與轉(zhuǎn)子變頻器所提供的轉(zhuǎn)子外加電勢相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，因而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁場。在電機的一套繞組運行在電動態(tài)時，電機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。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)繞組感生電勢將與電動態(tài)繞組的感生反電動勢幅值相近，相位相同，頻率相同，因而發(fā)電態(tài)繞組的感生電勢將與施加于電動態(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，電機發(fā)電態(tài)繞組為電動態(tài)繞組的負相繞組，因此在發(fā)電態(tài)繞組實現(xiàn)并網(wǎng)后，發(fā)電態(tài)繞組所流過的電流與電動態(tài)繞組的方向相向，從而實現(xiàn)發(fā)電態(tài)繞組向電網(wǎng)實現(xiàn)發(fā)電。而對于該繞組用于永磁電機時，一套繞組IU，IV，Iff與變頻電源相連，通過調(diào)節(jié)電源頻率，使電機達到所需的額定轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)子磁極所產(chǎn)生的磁場將切割另一套繞組2U，2V，2W生成感生電勢，此感生電勢將通過變頻器與外界電源并網(wǎng)。由以上可知，在本發(fā)明實施例所公開的電機正常工作時，設置在定子中的偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作；當其中的某套子繞組發(fā)生故障時，可以將該套子繞組斷開，以剩余的子繞組組成定子繞組，此時電機能夠以較低的功率繼續(xù)運行。與現(xiàn)有的單繞組的電機相比，本發(fā)明所提供的電機通過設置偶數(shù)套互為冗余的子繞組，使得在某些子繞組發(fā)生故障時，電機仍然能夠運行，提高了電機的可靠性。其次，在進行型式試驗時，將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動機運行，而另一半做發(fā)電機運行，這就在一臺電機內(nèi)實現(xiàn)了拖動機與被測電機的組合。在對本發(fā)明所提供的電機進行型式試驗時，不需要購買和設置拖動機，節(jié)省了投資，降低了試驗對場地的需求。 優(yōu)選地，在上述實施例所提供的電機中，繞組包括兩套子繞組，這兩套子繞組之間的電勢相角為60°或180°或300°。本領域技術人員可以理解的是，在上述實施例所提供的電機中，兩套子繞組可以均為單層繞組或均為雙層繞組，同時，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，在該電機中，使用了上述實施例中所提供的繞組。與現(xiàn)有的電機相比，本發(fā)明所提供的電機具有更高的可靠性，同時，在進行型式試驗時，不需要購買和設置拖動機，節(jié)省了投資，降低了試驗對場地的需求。具體的，在上述實施例所提供的電機中，該電機為雙饋風力發(fā)電機，或為永磁同步電機。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種電機的繞組，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)倍的電勢相角。
2.根據(jù)權利要求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相角為60°或180°或300°。
3.根據(jù)權利要求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,其特征在于,所述電機中設置有上述權利要求1-6中任一項中所述的繞組。
8.根據(jù)權利要求7所述的電機，其特征在于，所述電機為雙饋風力發(fā)電機。
9.根據(jù)權利要求7所述的電機，其特征在于，所述電機為永磁同步電機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機的繞組，在該繞組中設置有偶數(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相角為60°的正整數(shù)倍。設置了本繞組的電機在正常工作時，偶數(shù)套子繞組并聯(lián)工作；當某套子繞組發(fā)生故障時，可以將該套子繞組斷開，以剩余的子繞組組成定子繞組，此時電機仍然能夠運行。本發(fā)明所提供的繞組通過設置偶數(shù)套互為冗余的子繞組，提高了電機的可靠性。其次，在進行型式試驗時，將偶數(shù)套子繞組中的一半作為電動機，而另一半做發(fā)電機，從而在型式試驗中，節(jié)省了投資，降低了試驗對場地的需求。本發(fā)明還公開了一種電機。
文檔編號H02K3/04GK102801239SQ20121032711
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者王建良, 陽輝力, 鄒強龍, 鄧方林, 龔天明, 李進澤 申請人:南車株洲電機有限公司