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