專(zhuān)利名稱(chēng)：用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法。特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)多相多極交流電機(jī)定子繞組的、能靈活布置的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法。
背景技術(shù)：
目前，許多純電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)所使用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有相當(dāng)一部分是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或永磁同步電動(dòng)機(jī)這兩種交流電機(jī)。電機(jī)的供電電源相當(dāng)多的技術(shù)方案是采用電池，而且電機(jī)功率從幾千瓦到幾十千瓦不等。在此工作場(chǎng)合下，交流電機(jī)不得不面臨著低壓大電流這一現(xiàn)實(shí)，低壓就意味著每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)少，大電流就意味著繞組導(dǎo)線(xiàn)的總截面積大。多相交流電機(jī)定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和并聯(lián)支路數(shù)的選擇，關(guān)系到電機(jī)制作工藝和定子槽的有效利用。在理想狀態(tài)下，多相多極交流電機(jī)定子每相繞組有多條并聯(lián)支路數(shù)可供選擇，定子繞組設(shè)計(jì)是比較靈活的。在實(shí)際中，對(duì)于多相多極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而言，理想時(shí)的結(jié)論仍然適用，但是，對(duì)于多相多極永磁同步電動(dòng)機(jī)而言問(wèn)題就暴露出來(lái)了。原因是， 多極永磁轉(zhuǎn)子上必須使用大量的永磁體，依靠永磁體飽和充磁后的剩磁為電機(jī)提供機(jī)電能量轉(zhuǎn)換必要的媒介——?dú)庀队来糯艌?chǎng)，在電機(jī)內(nèi)部形成預(yù)期的多個(gè)N、S相間的多對(duì)永磁磁極，但是，商用永磁體的磁性能具有較大的分散性。永磁體磁性能不一致現(xiàn)象較嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成永磁轉(zhuǎn)子各個(gè)磁極下的氣隙永磁磁通量不同，使得各相繞組的各個(gè)并聯(lián)支路中的永磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，在各相繞組的各個(gè)并聯(lián)支路之間產(chǎn)生環(huán)流，產(chǎn)生附加損耗，導(dǎo)致電機(jī)性能下降。因此，為了避免此種不利影響的產(chǎn)生，通常情況下，科技工作者在設(shè)計(jì)多相多極永磁同步電動(dòng)機(jī)時(shí)將每相定子繞組只設(shè)計(jì)成一條并聯(lián)支路數(shù)，調(diào)整每個(gè)槽中線(xiàn)圈的匝數(shù)就會(huì)造成相繞組的串聯(lián)匝數(shù)大幅度變化，同時(shí)這樣相繞組的導(dǎo)體總截面積很大。對(duì)于有限的定子槽來(lái)說(shuō)，當(dāng)電機(jī)功率較大，電池電壓較低，每相總電流較大時(shí)，相繞組串聯(lián)匝數(shù)的調(diào)整和槽的有效利用這兩大難題便凸顯出來(lái)，不易設(shè)計(jì)出各種性能都能統(tǒng)籌兼顧的永磁同步電動(dòng)機(jī)來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種多個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星聯(lián)點(diǎn)不連接的能夠?qū)崿F(xiàn)多相交流電機(jī)定子繞組的靈活布置，便于低壓大功率多相多極交流電機(jī)定子繞組設(shè)計(jì)時(shí)每相串聯(lián)匝數(shù)的調(diào)整和槽的有效利用的，用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法，是多個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子繞組聯(lián)接法，具體是設(shè)定多極多相交流電機(jī)相數(shù)為m、極數(shù)為2p、定子槽數(shù)為Z、按π /m電角度分相、每極每相槽數(shù)q = Z/(2mp)為整數(shù)、每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)為Bmax，每相能夠并聯(lián)的線(xiàn)圈組構(gòu)成1條支路，每相構(gòu)成amax條支路，定子圓周上相鄰的分屬m相的m條支路按照各支路電動(dòng)勢(shì)相位互差2 π /m電角度的規(guī)律連接成1個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組，一套定子繞組共連接成^iax個(gè)星形聯(lián)接組，所述的^iax個(gè)星形聯(lián)接組間m相支路的電動(dòng)勢(shì)相位分別對(duì)應(yīng)一致， afflax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于同一相的支路首端并聯(lián)在一起，而^iax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組的星接點(diǎn)懸空、互不相聯(lián)，電機(jī)定子繞組由amax個(gè)獨(dú)立的m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組并聯(lián)而成，每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)就是每個(gè)線(xiàn)圈組的總串聯(lián)匝數(shù)，所得的m相繞組仍然對(duì)稱(chēng)。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整數(shù)，采用短距線(xiàn)圈，定子采用雙層迭繞組時(shí)，屬于同一相的上層邊在一個(gè)磁極下的q個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它極下屬于該相的q 個(gè)線(xiàn)圈分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整數(shù)槽雙層迭繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)^iax等于電機(jī)極數(shù)2p。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整偶數(shù)且定子采用單層繞組時(shí)，其中，q= 2時(shí)采用鏈?zhǔn)嚼@組， q = 4、6時(shí)采用同心式繞組，屬于同一相相鄰兩個(gè)磁極下的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它相鄰兩個(gè)磁極下屬于該相的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整偶數(shù)槽單層繞組每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極數(shù)2p。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為大于1的整奇數(shù)，定子采用單層交叉繞組時(shí)，每相串聯(lián)成合成電動(dòng)勢(shì)大小相等方向相同的P個(gè)線(xiàn)圈組，即每極每相整奇數(shù)槽單層繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極對(duì)數(shù)P。本發(fā)明的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法，使得電機(jī)定子繞組由^iax個(gè)獨(dú)立的m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組并聯(lián)而成，每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)就是每個(gè)線(xiàn)圈組的總串聯(lián)匝數(shù)，每個(gè)星形聯(lián)接組中每個(gè)支路的電流是每相總電流的(l/amax)，線(xiàn)圈導(dǎo)體截面積降低，線(xiàn)圈匝數(shù)易調(diào)整，槽利用率好，m相星接點(diǎn)導(dǎo)體截面積相應(yīng)減小，星接點(diǎn)易焊接，afflax個(gè)星接點(diǎn)均布，電機(jī)繞組端部空間得到充分利用。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在每極磁通一致的工況下，星接點(diǎn)是否連接，對(duì)電機(jī)性能無(wú)任何影響；但是，當(dāng)電機(jī)每極磁通不一致時(shí)，由于amax 個(gè)星接點(diǎn)互不連接，避免了星接點(diǎn)連接時(shí)由于相繞組各個(gè)并聯(lián)支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一致而導(dǎo)致的并聯(lián)支路間環(huán)流的產(chǎn)生。當(dāng)電機(jī)每極磁通不一致時(shí)，雖然各個(gè)星形聯(lián)接組內(nèi)的相繞組電動(dòng)勢(shì)互不相同，各個(gè)星形聯(lián)接組間會(huì)形成附加環(huán)流，但是，此時(shí)的環(huán)流是各相繞組之間形成，是各相共同作用的結(jié)果，環(huán)流與星接點(diǎn)也連接時(shí)相比要小一些，電機(jī)性能有所提高。


圖1是本發(fā)明m = 3、2p = 6、Z = 36、π /3電角度分相、6個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接交流電機(jī)定子單層繞組聯(lián)接圖；圖2是本發(fā)明m = 3、2p = 6、Z = 36、π /3電角度分相、6個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接交流電機(jī)定子雙層迭繞組聯(lián)接圖；圖3是本發(fā)明m = 5、2p = 4、Z = 40、π /5電角度分相、4個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接交流電機(jī)定子單層繞組聯(lián)接圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一種用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法，是多個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子繞組聯(lián)接法，具體是設(shè)多極多相交流電機(jī)相數(shù)為m、極數(shù)為2p、定子槽數(shù)為Z、按π/m電角度分相、每極每相槽數(shù)q = ZA2mp)為整數(shù)、每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)為amax，每相能夠并聯(lián)的線(xiàn)圈組構(gòu)成1條支路，每相構(gòu)成Bmax條支路，定子圓周上相鄰的分屬m相的m條支路按照各支路電動(dòng)勢(shì)相位互差2 π /m電角度的規(guī)律連接成1個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組，一套定子繞組共連接成^iax個(gè)星形聯(lián)接組， 所述的^iax個(gè)星形聯(lián)接組間m相支路的電動(dòng)勢(shì)相位分別對(duì)應(yīng)一致，afflax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于同一相的支路首端并聯(lián)在一起，而amax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組的星接點(diǎn)懸空、互不相聯(lián)，電機(jī)定子繞組由amax個(gè)獨(dú)立的m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組并聯(lián)而成，每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)就是每個(gè)線(xiàn)圈組的總串聯(lián)匝數(shù)，所得的m相繞組仍然對(duì)稱(chēng)。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整數(shù)，采用短距線(xiàn)圈，定子采用雙層迭繞組時(shí)，屬于同一相的上層邊在一個(gè)磁極下的q個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它極下屬于該相的q 個(gè)線(xiàn)圈分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整數(shù)槽雙層迭繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極數(shù)2p。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整偶數(shù)且定子采用單層繞組時(shí)，其中，q= 2時(shí)采用鏈?zhǔn)嚼@組， q = 4、6時(shí)采用同心式繞組，屬于同一相相鄰兩個(gè)磁極下的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它相鄰兩個(gè)磁極下屬于該相的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整偶數(shù)槽單層繞組每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極數(shù)2p。當(dāng)每極每相槽數(shù)q為大于1的整奇數(shù)，定子采用單層交叉繞組時(shí)，每相串聯(lián)成合成電動(dòng)勢(shì)大小相等方向相同的P個(gè)線(xiàn)圈組，即每極每相整奇數(shù)槽單層繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極對(duì)數(shù)P。下面是具體實(shí)例如附圖1所示，電機(jī)相數(shù)m = 3、極數(shù)2p = 6、定子槽數(shù)Z = 36、繞組按π/3電角度分相、并按本發(fā)明連接成6個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子單層繞組。圖中，N” S1J2、S2、N3、S3代表電機(jī)轉(zhuǎn)子的6個(gè)磁極，數(shù)字1、2、L、35、36代表電機(jī)36個(gè)槽的序號(hào)，定子中共放置18個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈匝數(shù)都為N。。首端為A1尾端為\的線(xiàn)圈AJ1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽2和槽7中，線(xiàn)圈AJ1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為A2首端為的線(xiàn)圈k2\的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽13和槽8中，線(xiàn)圈k2\這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；首端為A3尾端為\的線(xiàn)圈AJ3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽 14和槽19中，線(xiàn)圈AJ3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為A4首端為\ 的線(xiàn)圈A4X4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽25和槽20中，線(xiàn)圈AJ4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第4個(gè)線(xiàn)圈組；首端為A5尾端為\的線(xiàn)圈A5X5的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽沈和槽31中， 線(xiàn)圈A5X5這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第5個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為A6首端為&的線(xiàn)圈AJ6的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽1和槽32中，線(xiàn)圈AJ6這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第6個(gè)線(xiàn)圈組。首端為B1尾端為Y1的線(xiàn)圈B1Y1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽6和槽11中，線(xiàn)圈B1Y1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為化首端為\的線(xiàn)圈4 的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽17和槽12中，線(xiàn)圈4 這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；首端為 尾端為Y3的線(xiàn)圈B3Y3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽18和槽23中，線(xiàn)圈B3Y3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成 B相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為B4首端為Y4的線(xiàn)圈B4Y4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽四和槽M 中，線(xiàn)圈B4Y4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第4個(gè)線(xiàn)圈組；首端為&尾端為Y5的線(xiàn)圈B5Y5 的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽30和槽35中，線(xiàn)圈B5Y5這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第5個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為 首端為Y6的線(xiàn)圈B6Y6的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽5和槽36中，線(xiàn)圈^5Y6這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第6個(gè)線(xiàn)圈組。尾端為C1首端為\的線(xiàn)圈Cf1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽9和槽4中，線(xiàn)圈C1Z1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；首端為C2 尾端為的線(xiàn)圈CJ2的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽10和槽15中，線(xiàn)圈CJ2這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為C3首端為&的線(xiàn)圈CJ3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽21和槽16中，線(xiàn)圈CJ3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；首端為C4尾端為\的線(xiàn)圈CJ4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽22和槽27中，線(xiàn)圈CJ4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第 4個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為C5首端為\的線(xiàn)圈CJ5的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽33和槽觀中，線(xiàn)圈 C5Z5這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第5個(gè)線(xiàn)圈組；首端為C6尾端為\的線(xiàn)圈CJ6的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽34和槽3中，線(xiàn)圈CJ6這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第6個(gè)線(xiàn)圈組。將分屬A、B、C三相的第1個(gè)線(xiàn)圈組A1X^ B1Y1, C1Z1的X^Y1, Z1連接在一起構(gòu)成第1個(gè)星接點(diǎn)； 將分屬A、B、C三相的第2個(gè)線(xiàn)圈組A2)(2、41、C2Z2的\、\、Z2連接在一起構(gòu)成第2個(gè)星接點(diǎn)；將分屬A、B、C三相的第3個(gè)線(xiàn)圈組A3X3、B3Y3> C3Z3的X3、Y3> Z3連接在一起構(gòu)成第3個(gè)星接點(diǎn)；將分屬A、B、C三相的第4個(gè)線(xiàn)圈組A4X4、B4Y4、C4&的)(4、Y4、Z4連接在一起構(gòu)成第4 個(gè)星接點(diǎn)；將分屬Α、B、C三相的第5個(gè)線(xiàn)圈組A5X5、B5Y5, C5Z5的X5、Y5、Z5連接在一起構(gòu)成第5個(gè)星接點(diǎn)；將分屬Α、B、C三相的第6個(gè)線(xiàn)圈組A6X6, B6Y6, C6Z6的X6,\、Z6連接在一起構(gòu)成第6個(gè)星接點(diǎn)；這樣總共構(gòu)成6個(gè)三相星形聯(lián)接組。理論上，這6個(gè)三相星形聯(lián)接組各相相電壓幅值相等、相位互差2 π/3電角度，是6個(gè)三相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組。將這6個(gè)三相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于相同相的6個(gè)首端并聯(lián)在一起接到電機(jī)三相繞組總輸入端Α、B、C， 即將A^ A2、A3、A4、A5、A6并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端Α，將B1.化、Β3、Β4、Β5、 并聯(lián)在一起接電機(jī)B相繞組輸入端B，將Q、C2、C3、C4、C5、C6并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端C。
如附圖2所示，電機(jī)相數(shù)m = 3、極數(shù)2p = 6、定子槽數(shù)Z = 36、繞組按π/3電角度分相、并按本發(fā)明連接成6個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子雙層迭繞組。圖中，N” S” N2, S2, N3、S3代表電機(jī)轉(zhuǎn)子的6個(gè)磁極，數(shù)字1、2、L、35、36代表電機(jī)36 個(gè)槽的序號(hào)，雙層繞組每槽放兩個(gè)線(xiàn)圈邊，每一個(gè)線(xiàn)圈有兩個(gè)線(xiàn)圈邊，線(xiàn)圈數(shù)等于槽數(shù)，定子中共放置36個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈匝數(shù)都為N。。線(xiàn)圈選用短距繞組，線(xiàn)圈節(jié)距取為5槽，則第1槽的上層導(dǎo)體與第6槽的下層導(dǎo)體連接起來(lái)構(gòu)成第1個(gè)線(xiàn)圈，第2槽的上層導(dǎo)體與第7槽的下層導(dǎo)體連接起來(lái)構(gòu)成第2個(gè)線(xiàn)圈，余此類(lèi)推，并以線(xiàn)圈上層導(dǎo)體所在的槽號(hào)取作線(xiàn)圈號(hào)。 將線(xiàn)圈1的尾端與線(xiàn)圈2的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第1個(gè)線(xiàn)圈組AJ1，其中A1為線(xiàn)圈1的首端、X1為線(xiàn)圈2的尾端；將線(xiàn)圈7的尾端與線(xiàn)圈8的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第2個(gè)線(xiàn)圈組AJ2，其中A2為線(xiàn)圈8的尾端、X2為線(xiàn)圈7的首端；將線(xiàn)圈13的尾端與線(xiàn)圈的首端連接 14串聯(lián)構(gòu)成A的第3個(gè)線(xiàn)圈組A3X3，其中A3為線(xiàn)圈13的首端、\為線(xiàn)圈14的尾端；將線(xiàn)圈19的尾端與線(xiàn)圈20的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第4個(gè)線(xiàn)圈組A4X4，其中A4為線(xiàn)圈20的尾端、&為線(xiàn)圈19的首端；將線(xiàn)圈25的尾端與線(xiàn)圈沈的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第5個(gè)線(xiàn)圈組A5X5，其中A5為線(xiàn)圈25的首端、&為線(xiàn)圈沈的尾端；將線(xiàn)圈31的尾端與線(xiàn)圈32的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第6個(gè)線(xiàn)圈組A6X6，其中A6為線(xiàn)圈32的尾端、&為線(xiàn)圈31的首端。將線(xiàn)圈5的尾端與線(xiàn)圈6的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第1個(gè)線(xiàn)圈組B1Y1，其中B1為線(xiàn)圈5的首端、Y1為線(xiàn)圈6的尾端；將線(xiàn)圈11的尾端與線(xiàn)圈12的首端連接串聯(lián)構(gòu)成B的第2個(gè)線(xiàn)圈組，其中化為線(xiàn)圈12的尾端^2為線(xiàn)圈11的首端；將線(xiàn)圈17的尾端與線(xiàn)圈18的首端連接串聯(lián)構(gòu)成B的第3個(gè)線(xiàn)圈組B3Y3，其中 為線(xiàn)圈18的首端、Y3為線(xiàn)圈19的尾端；將線(xiàn)圈23的尾端與線(xiàn)圈M的首端連接串聯(lián)構(gòu)成B的第4個(gè)線(xiàn)圈組B4Y4，其中B4為線(xiàn)圈M的尾端、Y4為線(xiàn)圈23的首端；將線(xiàn)圈四的尾端與線(xiàn)圈39的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第5個(gè)線(xiàn)圈組A5X5，其中A5為線(xiàn)圈四的首端、&為線(xiàn)圈30的尾端；將線(xiàn)圈35的尾端與線(xiàn)圈36的首端連接串聯(lián)構(gòu)成B的第6個(gè)線(xiàn)圈組B6Y6，其中 為線(xiàn)圈35的尾端、Υ6為線(xiàn)圈36的首端。將線(xiàn)圈3的尾端與線(xiàn)圈4的首端連接串聯(lián)構(gòu)成C的第1個(gè)線(xiàn)圈組C1Z1，其中其中C1為線(xiàn)圈4的尾端、Z1為線(xiàn)圈3的首端；將線(xiàn)圈9的尾端與線(xiàn)圈10的首端連接串聯(lián)構(gòu)成C的第2個(gè)線(xiàn)圈組C2Z2, C2線(xiàn)圈9的首端J2為線(xiàn)圈10的尾端；將線(xiàn)圈15的尾端與線(xiàn)圈16的首端連接串聯(lián)構(gòu)成C的第3個(gè)線(xiàn)圈組C3Z3，其中C3為線(xiàn)圈16的尾端、為線(xiàn)圈15的首端；將線(xiàn)圈21的尾端與線(xiàn)圈22的首端連接串聯(lián)構(gòu)成C的第4個(gè)線(xiàn)圈組CJ4，其中C4為線(xiàn)圈21的首端、Ζ4為線(xiàn)圈22的尾端；將線(xiàn)圈27的尾端與線(xiàn)圈觀的首端連接串聯(lián)構(gòu)成C的第5個(gè)線(xiàn)圈組C5Z5， 其中C5為線(xiàn)圈觀的尾端、Z5為線(xiàn)圈27的首端；將線(xiàn)圈33的尾端與線(xiàn)圈34的首端連接串聯(lián)構(gòu)成A的第6個(gè)線(xiàn)圈組C6Z6，其中C6為線(xiàn)圈33的首端、&為線(xiàn)圈34的尾端。將分屬Α、 B、C三相的第1個(gè)線(xiàn)圈組A1X1AYpC1Z1的X1, Y1, Z1連接在一起構(gòu)成第1個(gè)星接點(diǎn)；將分屬 A、B、C三相的第2個(gè)線(xiàn)圈組A2)C2』J2、CJ2的\、\、τ2連接在一起構(gòu)成第2個(gè)星接點(diǎn)；將分屬Α、B、C三相的第3個(gè)線(xiàn)圈組A3X3、B3Y3> C3Z3的X3、Y3> Z3連接在一起構(gòu)成第3個(gè)星接點(diǎn)； 將分屬Α、B、C三相的第4個(gè)線(xiàn)圈組A4X4、B4Y4, C4Z4的X4、Y4、Z4連接在一起構(gòu)成第4個(gè)星接點(diǎn)；將分屬Α、B、C三相的第5個(gè)線(xiàn)圈組A5X5、B5Y5, C5Z5的X5、Y5、Z5連接在一起構(gòu)成第5個(gè)星接點(diǎn)；將分屬Α、B、C三相的第6個(gè)線(xiàn)圈組k&\、B6Y6, C6Z6的X6、Y6、Z6連接在一起構(gòu)成第 6個(gè)星接點(diǎn)；這樣總共構(gòu)成6個(gè)三相星形聯(lián)接組。理論上，這6個(gè)三相星形聯(lián)接組各相相電壓幅值相等、相位互差2 π /3電角度，是6個(gè)三相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組。將這6個(gè)三相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于相同相的6個(gè)首端并聯(lián)在一起接到電機(jī)三相繞組總輸入端A、B、C，即將~、 A2, A3、A4、A5、A6并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端AJf B” B2, B3、B4, B5, B6并聯(lián)在一起接電機(jī)B相繞組輸入端B，將Cp C2, C3、C4、C5、C6并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端C。
如附圖3所示，電機(jī)相數(shù)m = 5、極數(shù)2p = 4、定子槽數(shù)Z = 40、繞組按π /5電角度分相、并按本發(fā)明連接成4個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子單層繞組。圖中，N。SpN2A2代表電機(jī)轉(zhuǎn)子的4個(gè)磁極，數(shù)字1、2、L、39、40代表電機(jī)40個(gè)槽的序號(hào)，單層繞組每槽放一個(gè)線(xiàn)圈邊，每一個(gè)線(xiàn)圈有兩個(gè)線(xiàn)圈邊，定子中共放置40個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈匝數(shù)都為N。。首端為A1尾端為\的線(xiàn)圈AA的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽2和槽11中，線(xiàn)圈 A1X1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為A2首端為的線(xiàn)圈AJ2的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽21和槽12中，線(xiàn)圈A2)(2這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；首端為A3尾端為\的線(xiàn)圈A3X3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽22和槽31中，線(xiàn)圈A3X3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為A4首端為\的線(xiàn)圈AJ4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽 32和槽1中，線(xiàn)圈AJ4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成A相的第4個(gè)線(xiàn)圈組。首端為B1尾端為Y1 的線(xiàn)圈B1Y1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽6和槽15中，線(xiàn)圈B1Y1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為化首端為\的線(xiàn)圈4 的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽25和槽16中，線(xiàn)圈BJ2這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；首端為 尾端為Y3的線(xiàn)圈B3Y3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽26和槽35中，線(xiàn)圈B3Y3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第3個(gè)線(xiàn)圈組； 尾端為B4首端為Y4的線(xiàn)圈B4Y4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽36和槽5中，線(xiàn)圈B4Y4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成B相的第4個(gè)線(xiàn)圈組。首端為C1尾端為\的線(xiàn)圈Cyi的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽10和槽19中，線(xiàn)圈Cf1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為C2首端為的線(xiàn)圈CJ2的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽四和槽20中，線(xiàn)圈CJ2這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成 C相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；首端為C3尾端為A的線(xiàn)圈CJ3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽30和槽39 中，線(xiàn)圈CJ3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為C4首端為\的線(xiàn)圈CJ4 的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽40和槽9中，線(xiàn)圈CJ4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成C相的第4個(gè)線(xiàn)圈組。尾端為D1首端為U1的線(xiàn)圈D1U1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽13和槽4中，線(xiàn)圈D1U1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成D相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；首端為D2尾端為U2的線(xiàn)圈D2U2的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽14和槽23中，線(xiàn)圈D2U2這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成D相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為D3 首端為U3的線(xiàn)圈D3U3的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽33和槽M中，線(xiàn)圈D3U3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成D相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；首端為D4尾端為U4的線(xiàn)圈D4U4的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽34和槽3中，線(xiàn)圈D4U4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成D相的第4個(gè)線(xiàn)圈組。尾端為E1首端為V1的線(xiàn)圈 E1V1的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽17和槽8中，線(xiàn)圈E1V1這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成E相的第1個(gè)線(xiàn)圈組；首端為E2尾端為V2的線(xiàn)圈E2V2的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽18和槽27中，線(xiàn)圈E2V2 這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成E相的第2個(gè)線(xiàn)圈組；尾端為&首端為V3的線(xiàn)圈的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽37和槽觀中，線(xiàn)圈E3V3這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成E相的第3個(gè)線(xiàn)圈組；首端為 E4尾端為V4的線(xiàn)圈的兩個(gè)線(xiàn)圈邊分別嵌在槽38和槽7中，線(xiàn)圈E4V4這一個(gè)線(xiàn)圈本身就構(gòu)成E相的第4個(gè)線(xiàn)圈組；將分屬A、B、C、E、D五相的第1個(gè)線(xiàn)圈組AAd1YpC1ZpD1Up E1V1的^C1Jp Zp Up V1連接在一起構(gòu)成第1個(gè)星接點(diǎn)；將分屬A、B、C、E、D五相的第2個(gè)線(xiàn)圈組A2X2, B2Y2, C2Z2, D2U2, E2V2的X2,\、Z2, U2、V2連接在一起構(gòu)成第2個(gè)星接點(diǎn)；將分屬A、 B、C、E、D 五相的第 3 個(gè)線(xiàn)圈組 A3X3、B3Y3> C3Z3> D3U3> E3V3 的 X3、Y3> Z3、U3> V3 連接在一起構(gòu)成第3個(gè)星接點(diǎn)；將分屬A、B、C、E、D五相的第4個(gè)線(xiàn)圈組A4X4, B4Y4、C4Z4, D4U4, E4V4的X4、Y4、 &、U4、V4連接在一起構(gòu)成第4個(gè)星接點(diǎn)；這樣總共構(gòu)成4個(gè)五相星形聯(lián)接組。理論上，這4 個(gè)五相星形聯(lián)接組各相相電壓幅值相等、相位互差2 π/5電角度，是4個(gè)五相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組。將這4個(gè)五相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于相同相的4個(gè)首端并聯(lián)在一起接到電機(jī)三相繞組總輸入端Α、B、C、E、D，即將H A3> A4并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端Α，將B1、B2, B3^B4并聯(lián)在一起接電機(jī)B相繞組輸入端B，將(^、(2、(3、(；并聯(lián)在一起接電機(jī)A相繞組輸入端C，將Dp D2、D3、D4并聯(lián)在一起接電機(jī)D相繞組輸入端D，將Ep E2、E3、&并聯(lián)在一起接電機(jī)E相繞組輸入端E。
權(quán)利要求
1.一種用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法，其特征在于，是多個(gè)星形聯(lián)接組并聯(lián)而各星接點(diǎn)不連接的交流電機(jī)定子繞組聯(lián)接法，具體是設(shè)定多極多相交流電機(jī)相數(shù)為m、極數(shù)為2p、定子槽數(shù)為Z、按π /m電角度分相、每極每相槽數(shù)q = Z/ (2mp)為整數(shù)、每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)為amax，每相能夠并聯(lián)的線(xiàn)圈組構(gòu)成1條支路， 每相構(gòu)成^iax條支路，定子圓周上相鄰的分屬m相的m條支路按照各支路電動(dòng)勢(shì)相位互差 2 π /m電角度的規(guī)律連接成1個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組，一套定子繞組共連接成amax個(gè)星形聯(lián)接組，所述的^iax個(gè)星形聯(lián)接組間m相支路的電動(dòng)勢(shì)相位分別對(duì)應(yīng)一致，afflax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組屬于同一相的支路首端并聯(lián)在一起，而^iax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組的星接點(diǎn)懸空、互不相聯(lián)，電機(jī)定子繞組由^iax個(gè)獨(dú)立的m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組并聯(lián)而成，每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)就是每個(gè)線(xiàn)圈組的總串聯(lián)匝數(shù)，所得的m相繞組仍然對(duì)稱(chēng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法， 其特征在于，當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整數(shù)，采用短距線(xiàn)圈，定子采用雙層迭繞組時(shí)，屬于同一相的上層邊在一個(gè)磁極下的q個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它極下屬于該相的q個(gè)線(xiàn)圈分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整數(shù)槽雙層迭繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)amax等于電機(jī)極數(shù)2p。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法， 其特征在于，當(dāng)每極每相槽數(shù)q為整偶數(shù)且定子采用單層繞組時(shí)，其中，q = 2時(shí)采用鏈?zhǔn)嚼@組，q = 4、6時(shí)采用同心式繞組，屬于同一相相鄰兩個(gè)磁極下的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊串聯(lián)起來(lái)得到一個(gè)線(xiàn)圈組，同樣，把其它相鄰兩個(gè)磁極下屬于該相的各q/2槽中的線(xiàn)圈邊分別串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另外2p-l個(gè)線(xiàn)圈組，這樣一相共有2p個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)線(xiàn)圈組的合成電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同或相反，故每個(gè)線(xiàn)圈組可以獨(dú)立成為一條支路，每極每相整偶數(shù)槽單層繞組每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)Bmax等于電機(jī)極數(shù)2p。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法， 其特征在于，當(dāng)每極每相槽數(shù)q為大于1的整奇數(shù)，定子采用單層交叉繞組時(shí)，每相串聯(lián)成合成電動(dòng)勢(shì)大小相等方向相同的P個(gè)線(xiàn)圈組，即每極每相整奇數(shù)槽單層繞組每相并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)^iax等于電機(jī)極對(duì)數(shù)P。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于低壓大功率多極多相永磁同步電機(jī)的定子繞組聯(lián)接法。對(duì)于相數(shù)為m、極數(shù)為2p、定子槽數(shù)為Z、按π/m電角度分相、每相能夠并聯(lián)的最大線(xiàn)圈組數(shù)為amax的交流電機(jī)，本發(fā)明將定子繞組每相能夠并聯(lián)的每個(gè)線(xiàn)圈組作為1條支路，空間上相鄰m相的m條支路按電動(dòng)勢(shì)相位互差2π/m電角度的規(guī)律連接成1個(gè)m相對(duì)稱(chēng)星形聯(lián)接組，再將所得到的amax個(gè)星形聯(lián)接組中屬于同一相的各支路首端并聯(lián)在一起，而amax個(gè)星接點(diǎn)不連接；于是，定子繞組由amax個(gè)m相對(duì)稱(chēng)的星形聯(lián)接組并聯(lián)而成，每個(gè)線(xiàn)圈組的總串聯(lián)匝數(shù)就是每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)，定子繞組是m相對(duì)稱(chēng)繞組。便于定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)的調(diào)整和槽利用率，減小繞組并聯(lián)可能產(chǎn)生的環(huán)流。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102255459SQ20111021399
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者陳益廣 申請(qǐng)人:天津大學(xué)