交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法及支路不对称绕组排列方案

摘要

本发明公开了种交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法及支路不对称绕组排列方案。该方法结合传统不对称绕组研究方法,以支路绕组排列方案为最小单元,通过对支路绕组排列方案进行模糊分组处理,并在组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合,最终得到支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组排列方案。本发明能够实现支路不对称绕组排列方案不对称程度最小化,以便于减小支路间环流、降低绕组损耗、提高电机运行的效率和稳定性;同时在优化过程中,可以自动滤除大量无用方案,大大提高了绕组设计的精度和效率,具有较强的实用性。

权利要求

1.交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，包括：根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组连接布局方格图、绕组相带数以及支路参数；

提取所述绕组连接布局方格图中一个相带下的绕组连接布局方格图，于所述相带下的绕组连接布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案；

计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位，并根据所述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，使得幅值和相位均相近的方案得到有效配合；

根据一个相带下各支路绕组排列方案中同相位槽矢量个数之和为极对数的原则，在各组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合，选出各组中所有满足条件的绕组排列方案；

计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，对比所述支路幅值不对称度和最大相位差，选择支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组排列方案为交流电机支路不对称绕组排列的优化设计方案。

2.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组连接布局方格图、绕组相带数以及支路参数，具体包括：根据交流电机定子绕组的基本参数，选择总槽数、极对数、相带分布度数和支路数，确定绕组相带数、绕组连接布局方格图的行数和列数，并计算每条支路所包含槽矢量的总数即支路参数；所述每条支路所包含槽矢量的总数为总槽数按每相每支路平均分得的槽数。

3.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，于所述相带下的绕组连接布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案，具体包括：根据每条支路所包含槽矢量的总数以及每条支路中所包含同相位槽矢量个数的选择范围，于所述相带下的绕组连接布局方格图中针对一条支路选出所有满足条件的槽矢量组合，即所有支路绕组排列方案；

所述每条支路对应同相位槽矢量个数不能超过极对数。

4.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，所述计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位具体步骤为：根据矢量叠加原理，分别将各支路绕组排列方案中包含同相位槽矢量的个数与对应的槽矢量进行相乘，再将各槽矢量的乘积求和，得到各支路绕组排列方案的合成电动势；

所述合成电动势，根据复数分解方法，得到各支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位。

5.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，根据所述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，处理具体步骤为：根据各支路绕组排列方案的幅值和相位以及支路幅值不对称度和最大相位差限定值，进行区间划分，并确定区间长度。

6.根据权利要求5所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是：区间长度确定的具体步骤为：

提取支路绕组排列方案中幅值的最大值和最小值以及相位的最大值和最小值，并根据幅值的最大值以及支路幅值不对称度和最大相位差的限定值确定区间长度；其中，幅值的区间长度为幅值的最大值乘以两倍于规定的支路幅值不对称度限定值；

相位的区间长度为两倍于规定的最大相位差限定值；

所述区间划分的具体步骤为：

根据支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值和最小值，确定区间划分的起始点和终点：当支路绕组排列方案的幅值和相位的最小值能够整除区间长度时，区间的起始点为最小值；当不能够整除时，区间的起始点为小于最小值的最接近整数倍区间长度对应的点；

当支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值能够整除区间长度时，区间的终点为最大值；当不能够整除时，区间的终点为大于最大值的最接近整数倍区间长度对应的点；

根据所述支路绕组排列方案的幅值和相位的起始点、终点和区间长度，将所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理。

7.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，在各组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合的方法，具体步骤为：在组内取一条支路绕组排列方案，检测支路绕组排列方案各列在所述相带下的绕组连接布局方格图中所选取槽矢量的个数；

根据每条支路对应同相位槽矢量的选择范围不能超过定子绕组的极对数以及各支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，依次选取a条支路绕组排列方案，a为支路数；

如果找到满足上述条件的支路绕组排列方案，则存储配合成功的绕组排列方案；

检测组内支路绕组排列方案是否全部完成配合，如果全部完成配合，则完成组内搜索配合。

8.根据权利要求1所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，其特征是，计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，具体步骤为：所述绕组排列方案中，各支路绕组排列方案合成电动势幅值的最大值与最小值之差与最大值之比即为支路幅值不对称度；

所述绕组排列方案中，各支路绕组排列方案合成电动势相位的最大值与最小值之差即为最大相位差。

9.根据权利要求1-8任一所述的交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法设计得到的交流电机支路不对称绕组排列方案。

说明书

交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法及支路不对称绕

组排列方案

技术领域

[0001] 本发明涉及交流电机定子绕组设计领域，具体涉及一种交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法及由该方法设计得到的交流电机支路不对称绕组排列方案。

背景技术

[0002] 支路不对称绕组是指各相绕组对称分布、各支路绕组不对称分布的绕组。大型交流电机定子绕组采用支路不对称设计可以有效减小槽内导体的工作电流，从而有效解决大容量交流电机定子绕组的损耗大、温升高及线棒所受电磁力大等突出问题，进而提高整个机组运行的效率和稳定性。

[0003] 现有支路不对称绕组设计往往依赖于设计人员的个人经验，此类方法操作十分困难，且没有统一的规律可循，难以达到绕组排列方案的最优化。同时得到的排列方案存在支路不对称程度大，导致支路间环流增大，绕组损耗增加，使得电机运行的效率和稳定性降低。此外，采用简单枚举的方法来选择排列方案，该方法计算量非常大，且存在大量的无用方案，导致整个绕组设计精度非常低，不能有效的选出支路幅值不对称度和最大相位差均较小的绕组排列方案。

[0004] 因此，亟需一种针对支路不对称绕组排列的优化设计方法，以保证支路不对称程度最小，实现此类绕组排列设计的最优化。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明的一个目的是提供了一种交流电机支路不对称绕组排列的优化设计方法，进而得到支路不对称度小的绕组排列方案，以减小支路间环流，降低绕组损耗，提高电机运行效率和稳定性。

[0006] 本发明的另一个目的是提供由上述交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法得到的交流电机支路不对称绕组排列方案。

[0007] 为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

[0008] 提供一种交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，包括：

[0009] 根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组布局方格图、绕组相带数以及支路参数；

[0010] 提取所述绕组布局方格图中一个相带下的绕组布局方格图，于所述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案；

[0011] 计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位，并根据所述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，使得幅值和相位均相近的方案得到有效配合；

[0012] 根据一个相带下各支路绕组排列方案中同相位槽矢量个数之和为极对数的原则，在所述各组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合，选出各组中所有满足条件的绕组排列方案；

[0013] 计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，对比所述支路幅值不对称度和最大相位差，选择支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组排列方案为交流电机支路不对称绕组排列的优化设计方案。

[0014] 根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组布局方格图、绕组相带数以及支路参数，具体包括：

[0015] 根据交流电机定子绕组的基本参数，选择总槽数、极对数、相带分布度数和支路数，确定绕组相带数、绕组布局方格图的行数和列数，并计算每条支路所包含槽矢量的总数即支路参数；所述每条支路所包含槽矢量的总数为总槽数按每相每支路平均分得的槽数。

[0016] 于所述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案，具体包括：

[0017] 根据每条支路所包含槽矢量的总数以及每条支路中所包含同相位槽矢量个数的选择范围，于所述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有满足条件的槽矢量组合，即所有支路绕组排列方案；

[0018] 所述每条支路对应同相位槽矢量个数不能超过极对数。

[0019] 所述计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位具体步骤为：

[0020] 根据矢量叠加原理，分别将各支路绕组排列方案中包含同相位槽矢量的个数与对应的槽矢量进行相乘，再将各槽矢量的乘积求和，得到各支路绕组排列方案的合成电动势；

[0021] 所述合成电动势，根据复数分解方法，得到各支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位。

[0022] 根据所述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，处理具体步骤为：

[0023] 根据各支路绕组排列方案的幅值和相位以及支路幅值不对称度和最大相位差限定值，进行区间划分，并确定区间参数。

[0024] 所述区间长度确定的具体步骤为：

[0025] 提取支路绕组排列方案中幅值的最大值和最小值以及相位的最大值和最小值，并根据幅值的最大值以及支路幅值不对称度和最大相位差的限定值确定区间长度；其中，[0026] 幅值的区间长度为幅值的最大值乘以两倍于规定的支路幅值不对称度限定值；

[0027] 相位的区间长度为两倍于规定的最大相位差限定值；

[0028] 所述区间划分的具体步骤为：

[0029] 根据支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值和最小值，确定区间划分的起始点和终点：

[0030] 当支路绕组排列方案的幅值和相位的最小值能够整除区间长度时，区间的起始点为最小值；当不能够整除时，区间的起始点为小于最小值的最接近整数倍区间长度对应的点；

[0031] 当支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值能够整除区间长度时，区间的终点为最大值；当不能够整除时，区间的终点为大于最大值的最接近整数倍区间长度对应的点；

[0032] 根据所述支路绕组排列方案的幅值和相位的起始点、终点和区间长度，将所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理。

[0033] 在所述各组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合的方法，具体步骤为：

[0034] 在组内取一条支路绕组排列方案，检测支路绕组排列方案各列在所述相带下的绕组布局方格图中所选取槽矢量的个数；

[0035] 根据每条支路对应同相位槽矢量的选择范围不能超过定子绕组的极对数以及各支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，依次选取a条支路绕组排列方案，a为支路数；

[0036] 如果找到满足上述条件的支路绕组排列方案，则存储配合成功的绕组排列方案；

[0037] 检测组内支路绕组排列方案是否全部完成配合，如果全部完成配合，则完成组内搜索配合。

[0038] 计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，具体步骤为：

[0039] 所述绕组排列方案中，各支路绕组排列方案合成电动势幅值的最大值与最小值之差与最大值之比即为支路幅值不对称度；

[0040] 所述绕组排列方案中,各支路绕组排列方案合成电动势相位的最大值与最小值之差即为最大相位差。

[0041] 本发明的有益效果为：本发明的方法结合传统不对称绕组研究方法，以支路绕组排列方案作为最小单元，通过对各支路绕组排列方案进行模糊分组处理，并在组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合，最终得到支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组排列方案。本发明能够实现任意相带分布下的支路不对称绕组排列方案支路不对称程度最小化，以便于减小支路间环流、降低绕组损耗、提高电机运行的效率和稳定性；同时本发明能够自动滤除大量无用方案，大大提高了支路不对称绕组的设计精度和效率，具有较强的实用性。

[0042] 本发明通过选出一个相带下的绕组布局方格图中针对一条支路的所有支路绕组排列方案，并计算各支路绕组排列方案的合成电动势的幅值和相位；该方法大大缩减了计算量；本发明将各支路绕组排列方案根据合成电动势的幅值和相位进行模糊分组处理，有效地将支路幅值不对称度和最大相位差不满足设计要求的大量无用方案自动滤除，提高设计精度；在组内进行支路绕组排列方案的搜索配合，该搜索配合方法可以滤除大量不满足配合条件的支路绕组排列方案，避免了重复配合，提高设计效率；根据搜索配合的结果计算绕组排列方案中支路幅值不对称度和最大相位差，进而选出不对称程度非常小的绕组排列方案，从而最大限度的减小支路间环流，降低绕组损耗，大大提高电机运行的效率和稳定性，延长电机的使用寿命。

附图说明

[0043] 图1为交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法的流程图。

[0044] 图2为一个60°相带分布的绕组布局方格图。

[0045] 图3为图2中一个相带下的绕组布局方格图。

[0046] 图4为组内支路绕组排列方案搜索配合方法的流程图。

[0047] 图5为360槽三相交流电机定子绕组连接的结构示意图。

[0048] 图6为360槽三相交流电机绕组布局方格图。

[0049] 图7为图6中A相带下的绕组布局方格图。

[0050] 图8为支路绕组排列方案模糊分组方法示意图。

[0051] 图9为支路绕组排列方案的幅值和相位区间分组示意图。

具体实施方式

[0052] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

[0053] 根据本申请的一个实施例，参见图1，图1为本发明交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法的流程图；该方法包括步骤S1至S5，具体为：

[0054] 在步骤S1中，根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组布局方格图、绕组相带数以及支路参数；

[0055] 根据本申请的一个实施例，根据交流电机的定子绕组的基本参数，选择定子绕组的总槽数Z、极对数P、并联支路数a和相带分布度数u；利用公式(1)计算出每条支路所包含槽矢量的总数n即为支路参数；利用公式(2)计算出绕组相带数v；

[0056]

[0057] 式中，Z为总槽数，m为相数，a为并联支路数；

[0058] 再将整个定子绕组布局方格图按相带数划分相带，相带划分如图2所示，根据相带分布度数，利用公式(2)计算出整个定子绕组的相带数；

[0059]

[0060] 式中，u为相带分布度数，v为绕组相带数。

[0061] 如图2所示，图2为一个60°相带分布的绕组布局方格图；其中，总列数为v×q，q为每极每相槽数，每一列代表同相位的槽矢量；行数为极对数p，每一行代表一对极下所有不同相位的槽矢量。

[0062] 每条支路所包含槽矢量的总数应为总槽数按每相每支路平均分得的槽数，即各支路在方格图中所占方格的总数；因为方格图的行数为极对数p，所以每条支路对应同相位槽矢量的个数不能超过极对数，表现在方格图中每条支路所占一列方格数量的范围为0～p。

[0063] 在步骤S2中：提取上述绕组布局方格图中一个相带下的绕组布局方格图，于上述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案，具体为：

[0064] 根据本申请的一个实施例，如图3所示，图3为图2中一个相带下的定子绕组布局方格图；根据每条支路包含同一相位槽矢量个数的范围，以及每条支路包含槽矢量的总数，从上述一个相带下的绕组布局方格图中选出满足条件的槽矢量组合，这些槽矢量组合即是各支路绕组所有的排列方案；

[0065] 在步骤S3中：计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位，并根据上述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理；具体为：

[0066] 根据矢量叠加原理，将上述选出的所有支路绕组排列方案，按公式(3)计算出各支路合成电动势的幅值和相位；具体为：分别将各支路绕组排列方案中包含同相位槽矢量的个数与对应的槽矢量相乘，再将各槽矢量的乘积求和，得到各支路绕组排列方案的合成电动势；根据复数分解方法，得到各支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位；

[0067]

[0068] 式中，Ni为槽矢量个数， 为槽矢量对应的电动势。

[0069] 根据上述幅值和相位对支路绕组排列方案进行模糊分组处理，具体为：

[0070] 首先划分区间，计算每个区间的区间长度，具体方法为：

[0071] 提取上述所有支路绕组排列方案中合成电动势幅值的最大值Mmax和最小值Mmin以及相位的最大值Fmax和最小值Fmin；根据设计要求的幅值支路不对称度和最大相位差的限定值，利用公式(4)计算幅值的区间长度，公式(5)计算相位的区间长度；

[0072] lF＝Mmax×(2×Δe)   (4)

[0073] lM＝2×Δph   (5)

[0074] 式中，lF为幅值区间长度，Δe为支路幅值不对称度限定值，lM为相位区间长度，Δph为最大相位差限定值。

[0075] 上述区间划分的具体步骤为：

[0076] 根据支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值和最小值，确定区间划分的起始点和终点；起始点按照公式(6)计算得到，其中，当支路绕组排列方案的幅值和相位的最小值能够整除区间长度时，区间的起始点为最小值；当不能够整除时，区间的起始点为小于最小值的最接近整数倍区间长度对应的点；

[0077] 终点按照公式(7)计算得到，其中，当方案最大值能够整除区间长度时，区间的起始点为最大值，当方案最大值不能够整除区间长度时，区间的起始点为大于最大值的最接近的整数倍区间长度对应的点。

[0078]

[0079]

[0080] 式中，ds为区间起始点，de为区间终点，Hmin为方案最小值，Hmax为方案最大值，l为对应区间长度。

[0081] 所有幅值和相位的分组区间确定好以后，将所有支路绕组排列方案按幅值和相位进行模糊分组处理，将幅值和相位区间模糊分组可以保证所有幅值和相位相近的支路绕组方案都能得到有效配合；将各支路绕组排列方案进行分组处理可以有效地将大量支路幅值不对称度和最大相位差不满足设计要求的无用方案自动滤除，大大提高了设计精度。

[0082] 在步骤S4中，根据一个相带下各支路绕组在方格图中同相位槽矢量个数之和为极对数的原则，在上述各组内对各支路绕组排列方案进行搜索配合，选出各组中所有满足条件的绕组排列方案；即将所有支路绕组排列方案分组之后，以组为单位，在组内进行支路绕组排列方案的配合，以选出满足条件的绕组排列方案；在组内方案中依次取a条支路绕组方案进行判断，以a条支路在方格图中同一列方格的总和为极对数p为判别条件，选出所有满足要求的支路绕组配合方案；

[0083] 根据本申请的一个实施例，参见图4，图4为组内支路绕组排列方案搜索配合方法的流程图，具体包括步骤S41至S48：

[0084] 在步骤S41中，在组内取一条支路绕组排列方案，检测该支路绕组排列方案在一个相带下的绕组布局方格图中所选取各列槽矢量的个数；

[0085] 在步骤S42中，根据每条支路对应同相位槽矢量的选择范围不能超过极对数以及各支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，再根据第一条支路绕组排列方案各列槽矢量的个数选取第二条支路绕组排列方案；

[0086] 在步骤S43中，判断是否找到满足条件的支路绕组排列方案；

[0087] 在步骤S44中，如果找到满足条件的支路绕组排列方案，则检测该支路绕组排列方案各列槽矢量个数，并将上述第一条支路绕组排列方案和第二条支路绕组排列方案各列槽矢量个数相加；

[0088] 在步骤S45中，根据前两条支路对应列槽矢量之和，并根据每条支路对应同相位槽矢量的选择范围不能超过极对数以及各支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，选择第三条支路绕组排列方案；

[0089] 在步骤S46中，判断是否找到满足条件的支路绕组排列方案；

[0090] 在步骤S47中，如果满足，则按照上述方式及原则，选取a-1条支路绕组排列方案；

[0091] 在步骤S48中，根据上述a-1条支路绕组排列方案各列槽矢量之和以及各支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，选择第a条支路绕组排列方案，存储配合成功的绕组排列方案；

[0092] 检测支路绕组排列方案是否全部完成配合，如果全部完成配合，则完成组内搜索配合；

[0093] 该搜索配合方法可以滤除大量不满足要求的绕组排列方案，从而避免了重复配合，提高了设计效率。

[0094] 在步骤S5中，计算各绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，对比不对称度和最大相位差，根据比较结果，选择不对称度和相位差均非常小的方案即为定子绕组的排列方案，完成对支路不对称绕组排列的优化设计，具体为：

[0095] 将各组内选出的绕组排列方案计算支路幅值不对称度和最大相位差；

[0096] 按照公式(8)计算支路幅值不对称度，按照公式(9)计算最大相位差，最后通过比较不对称度和相位差，选出支路幅值不对称度小和相位差均非常小的支路绕组排列方案。

[0097]

[0098] 式中：Emax为支路绕组排列方案幅值的最大值；Emin为支路绕组排列方案的幅值的最小值；

[0099]

[0100] 式中： 为支路绕组排列方案的最大相位， 为支路绕组排列方案的最小相位。

[0101] 下面以一台6支路10极360槽60°相带分布的三相交流电机为例，结合附图进一步对本发明的具体实施方式进行详细说明，具体实施步骤如下：

[0102] 交流电机定子绕组的总槽数Z为360、极对数p为5、支路数a为6，根据公式(10)计算得到每极每相槽数q；

[0103]

[0104] 根据公式(11)计算得到每条支路所包含槽矢量的总数n；

[0105]

[0106] 根据公式(12)计算得到绕组相带数v；

[0107]

[0108] 如图5所示，图5为360槽三相交流电机定子绕组连接的结构示意图，该电机的定子绕组为三相，每相包含2个相带，每个相带包含三条支路，每个支路包含20个槽矢量；

[0109] 将上述360槽水轮发电机定子绕组表示成方格图的形式，如图6所示，图6为360槽三相交流电机绕组布局方格图；根据绕组相带数将该360槽绕组布局方格图分成A、Z、B、X、C、Y共6个相带部分，每个相带下的方格图为平均分配；其中，方格图的列数为每极每相槽数，每一列代表同相位的槽矢量；行数为极对数，每一行代表一对极下所有不同相位的槽矢量；因此，可以确定360槽方格图的行数为5行，列数为12列；一行一共72个槽矢量，槽距电角度为360°/72＝5°；

[0110] 从上述绕组布局方格图中选取A相带下的绕组布局方格图，如图7所示，图7为图6中A相带下的绕组布局方格图；按照每条支路包含同一相位槽矢量个数不能超过5，以及每条支路包含槽矢量的总数为20的原则，从上述相带下的绕组布局方格图的每列中分别选出满足上述条件的槽矢量组合，这些槽矢量组合即是各支路绕组排列的所有方案；

[0111] 分别计算上述各支路绕组排列方案的合成电动势，按照公式(3)进行计算，具体为：分别将各支路绕组排列方案中包含同相位槽矢量的个数与对应的槽矢量进行相乘，再将得到的乘积求和，得到各支路绕组排列方案的合成电动势；

[0112] 根据复数分解方法，得到各支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位；

[0113] 例如，选择了前4列方格为一条支路，那么该支路的合成电动势为：

[0114] ∑e＝5×ej0+5×ej5+5×ej10+5×ej15   (13)

[0115] 根据欧拉公式ejθ＝cosθ+jsinθ，展开并相加，计算结果如式(14)所示，将其表示成向量形式，即Aejθ形式，得到合成电动势的幅值和相位。

[0116]

[0117] 对上述得到的幅值和相位进行模糊分组处理，首先划分区间，计算每个区间的区间长度；根据设计要求，支路幅值不对称度限定值为0.5％，最大相位差限定值为0.5°；将幅值和相位区间模糊分组可以保证所有幅值和相位相近的支路绕组排列方案都能得到配合；模糊分组示例如图8所示，如在A1组与A3组中的方案没有交集，这使得处在A1组后部的方案和处在A3组前部的方案失去了配合的机会，而它们中有可能包含满足条件的绕组排列方案；若把这部分方案再划分成一组进行配合，则可以避免漏掉可能配合成功的方案，如在A1组与A3组之间再分一个A2组，则A2组包含了A1组后部的方案和在A3组前部的方案，即可解决此类问题；

[0118] 再按照公式(3)和公式(4)的计算方法，得到幅值区间长度和相位区间长度；再根据公式(5)和公式(6)计算得到起始点和终点；根据起始点和终点以及区间长度，对上述所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，其全部幅值和相位区间分组示例如图9所示。

[0119] 将所有支路绕组方案分完组之后，以组为单位，在各组内搜索配合各支路绕组排列方案，以选出满足条件的绕组排列方案；在组内方案中依次取a条支路绕组方案进行判断，以a条支路在方格图中同一列方格的总和为极对数p为判别条件，选出所有满足要求的支路绕组配合方案。

[0120] 在本实施例中，并联支路数为3，极对数为5，由于3条支路同相位槽矢量的个数和必须等于5，若每条支路槽矢量的个数限制在1～3之间，所以3条支路槽矢量个数的配合组合只可能为1-1-3，1-2-2，1-3-1，2-1-2，2-2-1，3-1-1六种，其中1-1-3和1-3-1仅仅是支路顺序不同，因此，仅保留一种即可，那么除去顺序就只有1-1-3，1-2-2两种可能的组合；这就是搜索配合方法的判断依据，即在第一列槽矢量个数为1的支路绕组排列方案中选择一个，其余两条支路若有一条支路选择在个数为1的方案中选择了一种方案，另一条支路只能在个数为3的方案中寻找；若支路选择在个数为2的方案中选择了一种方案，另一条支路只能在个数为2的方案中寻找；以上是一个相位对应槽矢量的搜索配合方法，其余相位对应槽矢量也按此原则进行搜索配合，直到所有相位对应的槽矢量均搜索配合完毕，这些满足条件的支路绕组配合方案就组成了各组内选出的绕组排列方案。

[0121] 计算各组内选出的绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差；

[0122] 按照公式(7)计算支路幅值不对称度，按照公式(8)计算最大相位差，最后通过比较不对称度和相位差，选出支路幅值不对称度和相位差均非常小的绕组排列方案。

[0123] 针对交流电机支路不对称绕组设计，应用本发明提供的优化设计方法，可以选出现有方法难以找到的支路不对称程度非常小的绕组排列方案，从而大大减小由支路不对称所引起的支路间的环流，达到了降低绕组损耗，增强电机运行稳定性的设计目的，具有较大的实际应用意义。