一种三相双层绕组接线自动绘制方法

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及电机绕组技术领域，尤其涉及一种三相双层绕组接线自动绘制方法。

背景技术

交流电机定子绕组主要为三相双层绕组，三相双层绕组接线图是绕组下线的重要基础。在绕组接线设计选型阶段，既要保证接线不能过于复杂，还要保证基波绕组系数、磁动势谐波、支路不平衡度等电磁性能符合设计要求，这就需要在接线方案选型阶段同时对接线难易和电磁性能进行综合判断。

目前，利用一些绘制软件可以绘制接线图，但是需要逐槽绘制，不能快速直观的得到接线图；接线数量、长度等表征接线难易的量一般需要人工统计计算，效率不高；支路不平衡度、线棒高低端电势等三相双层绕组接线电磁性能指标缺乏自动计算平台，不利于便捷、准确衡量电磁性能。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种三相双层绕组接线自动绘制方法，能够自动绘制三相双层绕组接线图，并计算电磁性能指标。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种三相双层绕组接线自动绘制方法，包括：

获取绕组参数；所述绕组参数包括绕组方式、定子槽数、并联支路数、极对数和节距；

根据所述绕组参数，确定对应的接线方式和相带矩阵；其中，相带矩阵包括相带中线棒所在的槽号；

根据所述绕组参数和所述相带矩阵，生成支路矩阵和对应的上下层矩阵；其中，所述支路矩阵包括构成该支路的线棒所在的槽号，所述上下层矩阵包括构成该支路的线棒在槽中是处于上层位置的上层线棒或是处于下层位置的下层线棒；

根据所述绕组参数、所述支路矩阵和上下层矩阵，绘制绕组接线图。

可选的，当所述绕组方式为叠绕组时，所述接线方式包括所述并联支路数为1的接线方式，所述并联支路数大于1、所述极对数大于等于所述并联支路数且为常规绕组的接线方式，所述并联支路数大于所述极对数、极数大于等于所述并联支路数且为常规绕组的接线方式，以及非常规绕组的接线方式；

当所述绕组方式为波绕组时，所述接线方式包括所述并联支路数分别为1、2、3的接线方式，所述并联支路数为4且所述定子槽数为分数槽的接线方式，所述并联支路数为4、所述定子槽数为整数槽且所述极对数为偶数或奇数的接线方式。

可选的，所述支路矩阵和上下层矩阵的行数为每个支路包含的线圈数，所述支路矩阵和上下层矩阵的列数为2，所述支路矩阵的每行的两个槽号对应的槽中的两个线棒构成一个线圈；

根据所述绕组参数、所述支路矩阵和上下层矩阵，绘制绕组接线图，包括：

按照所述绕组方式和所述节距，依次将所述支路矩阵中各槽号对应的槽中的上层线棒和/或下层线棒的低端点和/或高端点相连接；其中，所述上层线棒用第一线条形式表示，所述下层线棒用第二线条形式表示。

可选的，所述方法还包括：

根据所述支路矩阵、极对数和定子槽数，按照公式(1)计算支路中每个线棒的感应电动势矢量；

E

其中，a

将所有线棒的感应电动势矢量相加得到该支路的基波感应电动势矢量。

可选的，所述并联支路数大于1；方法还包括：

根据各相的各支路矩阵对应的基波感应电动势矢量，分别计算各相的感应电动势幅值差、感应电动势相位差和支路不平衡度。

可选的，所述方法还包括：

根据所述支路矩阵中每个槽号对应的槽中的线棒的电动势，计算所有线棒的高端点电压和低端点电压。

可选的，所述方法还包括：

对于所述支路矩阵中每行两个槽号对应的线棒组成的线圈，确定对应的矩形波；

将各相的所述支路矩阵中所有线圈对应的矩形波叠加，得到各相对应的磁动势。

可选的，所述方法还包括：

对每相的磁动势进行傅里叶变换，得到包含不同谐波分量的变换结果；

按照公式(2)，计算磁动势谐波畸变率；

其中，F

可选的，所述方法还包括：

根据所述支路矩阵中每行的两个槽号的差值和所述节距，确定线棒低端接线是否存在跨接线；若低端接线存在跨接线，统计所述支路矩阵中低端接线存在跨接线的数量，得到所述支路矩阵所属支路的低端总跨接线数；对于低端接线存在跨接线的两个槽号，将该两个槽号的差值与所述节距的差值作为低端接线跨过的槽数，统计所述支路矩阵中低端接线跨过的总槽数，得到所述支路矩阵所属支路的低端跨过的总槽数；

根据所述支路矩阵中每行第2列的槽号与该行的下一行第1列的槽号的差值和所述节距，确定线棒高端接线是否存在跨接线；若高端接线存在跨接线，统计所述支路矩阵中高端接线存在跨接线的数量，得到所述支路矩阵所属支路的高端总跨接线数；其中，如果所述该行为最后一行，则该行的下一行为第一行；对于高端接线存在跨接线的两个槽号，将该两个槽号的差值与所述节距的差值作为高端接线跨过的槽数，统计所述支路矩阵中高端接线跨过的总槽数，得到所述支路矩阵所属支路的高端跨过的总槽数；

根据所述低端总跨接线数和高端总跨接线数，确定绕组接线的跨接线总数；根据所述低端跨过的总槽数和高端跨过的总槽数，确定绕组接线跨过的总槽数。

可选的，所述方法还包括：

显示电磁性能指标；所述电磁性能指标包括三相的感应电动势幅值差、感应电动势相位差和支路不平衡度，磁动势谐波畸变率，绕组接线的跨接线总数，绕组接线跨过的总槽数，各线棒的高端点电压和低端点电压。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的三相双层绕组接线自动绘制方法，根据设置的绕组参数，确定对应的接线方式和相带矩阵，根据绕组参数和相带矩阵，生成支路矩阵和对应的上下层矩阵；其中，支路矩阵包括构成该支路的线棒所在的槽号，上下层矩阵包括构成该支路的线棒在槽中是处于上层位置的上层线棒或是处于下层位置的下层线棒；根据绕组参数、支路矩阵和上下层矩阵，绘制绕组接线图。本申请提供的方法，能够根据设置的绕组参数，快速高效的自动绘制绕组接线图，同时可计算各项电磁性能参数，并直观的显示接线图和各项性能参数，为技术人员提供接线方案选择、故障定位分析等方面的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的方法流程示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例的叠绕组对应的接线方式示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例的波绕组对应的接线方式示意图；

图4A-4C为本说明书第一实施例设置一组绕组参数的绘制显示结果示意图；

图5为本说明书第一实施例的统计的部分线棒的端点电压结果示意图；

图6A-6C为本说明书第二实施例的设置一组绕组参数的绘制显示结果示意图；

图7A-7C为本说明书第三实施例的设置一组绕组参数后利用第一种接线方式绘制的绘制显示结果示意图；

图8A-8C为本说明书第三实施例的设置一组绕组参数后利用第二种接线方式绘制的绘制显示结果示意图；

图9A-9C为本说明书第三实施例的设置一组绕组参数的绘制显示结果示意图；

图10为本说明书第三实施例对应第一种接线方式统计的部分线棒的端点电压结果示意图；

图11为本说明书第三实施例对应第二种接线方式统计的部分线棒的端点电压结果示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，目前尚没有自动绘制三相双层绕组接线的绘制工具，接线数量和长度均需目测，相应的各项电磁性能指标也无法自动计算得到，效率低，准确性不高。在运维阶段，技术人员分析定子故障时需要调用绕组接线图资料，保存的纸质图纸不够清晰，现场利用现有的绘图软件对接线逐槽绘制，效率较低，尤其是对于大型发电机，由于槽数多，接线复杂，绘制速度慢，难以提供高效的技术支撑。

有鉴于此，本说明书实施例提供一种三相双层绕组接线自动绘制方法，提供一种能够根据输入的绕组参数自动绘制三相双层绕组接线图，并自动计算各项电磁性能指标的绘制工具，提高绕组接线图的绘制效率。

以下，通过具体的实施例进一步详细说明本说明书的技术方案。

如图1所示，本说明书一个或多个实施例提供一种三相双层绕组接线自动绘制方法，包括：

S101：获取绕组参数；其中，绕组参数包括绕组方式、定子槽数、并联支路数、极对数和节距；

本实施例中，可通过输入模块输入绕组接线的相关接线参数。例如，在绘制工具的参数设置区域，于绕组形式选择框选择设置的绕组形式(叠绕组或者波绕组)，于支路输入框输入设置的并联支路数，于极对数输入框输入设置的极对数，于槽数输入框输入设置的定子槽数，于节距输入框输入设置的节距，节距是两线圈边(即两线棒)所跨槽数。

S102：根据绕组参数，确定对应的接线方式以及相带矩阵；其中，相带矩阵包括线棒在相带中的槽号；

本实施例中，在设置了各项绕组参数之后，根据绕组形式、并联支路数、极对数和定子槽数确定对应的接线方式。根据定子槽数、极对数，确定三相电机的每极每相槽数，根据定子槽数、极对数和每极每相槽数，确定三相电机的六个相带的相带矩阵。

如图2所示，当绕组方式为叠绕组时，接线方式包括并联支路数为1的接线方式，并联支路数大于1、极对数大于等于并联支路数且为常规绕组(并联支路数能够被极对数整除的绕组)的接线方式，并联支路数大于极对数、极数大于等于并联支路数且为常规绕组的接线方式，以及非常规绕组(并联支路数不能够被极数整除的绕组)的接线方式。其中，对于并联支路数大于1、极对数大于等于并联支路数且为常规绕组的接线方式，又可划分为极数与并联支路数的比值为奇数或偶数的接线方式。

如图3所示，当绕组方式为波绕组时，接线方式包括并联支路数为1的接线方式，并联支路数为2的接线方式，并联支路数为3的接线方式，并联支路数为4且定子槽数为分数槽的接线方式，并联支路数为4、定子槽数为整数槽且极对数为偶数的接线方式，并联支路数为4、定子槽数为整数槽且极对数为奇数的接线方式。

一些方式中，设定子槽数Q、极对数P，并联支路数pa，三相电机的每极每相槽数q＝Q/(3×2×P)，节距y，根据定子槽数Q、极对数P和每极每相槽数q，确定三相电机的六个相带的相带矩阵。在相带划分时，槽间电角度为2×π×P/Q，1号槽的电角度为0°，2号槽的电角度为2×π×P/Q，3号槽电角度为2×2×π×P/Q，依次类推，Q号槽的电角度为(Q-1)×2×π×P/Q1。电角度在[0°，60°)范围内的线棒属于A相带，电角度在[60°，120°)范围内的线棒属于Z相带，电角度在[120°，180°)范围内的线棒属于B相带，电角度在[180°，240°)范围内的线棒属于X相带，电角度在[240°，300°)范围内的线棒属于C相带，电角度在[300°，360°)范围内的线棒属于Y相带。

按照三相电机的相带分布，上层线棒从1号到Q号顺时针增加，划分上层线棒的A、Z、B、X、C、Y共六个相带，建立六个相带的相带矩阵，每个相带矩阵包括P行2q列的元素，每个元素为该相带内的线棒所在的槽号，其中，前q列的元素为上层线棒所在的槽号，后q列的元素为下层线棒所在的槽号，且下层线棒的槽号是上层线棒的槽号加上节距得到的，即，构成一个线圈的一个线棒在一个槽的上层位置，构成该线圈的另一个线棒在另一个槽的下层位置，两个槽之间跨过的槽数是节距。同时，为区分同一个线圈的两个线棒的感应电动势的极性，对于A、B、C三相的相带矩阵，前q列的槽号为正数，对应的线棒的感应电动势的方向为正方向，后q列的槽号为负数，对应的线棒的感应电动势为负方向；对于X、Y、Z三相的相带矩阵，前q列的槽号为负数，对应的线棒的感应电动势的方向为负方向，后q列的槽号为正数，对应的线棒的感应电动势的方向为正方向。对于分数槽，每行未满2q个数据的位置填充0。

S103：根据绕组参数和相带矩阵，生成支路矩阵和对应的上下层矩阵；其中，支路矩阵包括构成该支路的线棒所在的槽号，上下层矩阵包括构成该支路的线棒在槽中是处于上层位置的上层线棒或是处于下层位置的下层线棒；

本实施例中，确定了六个相带分别对应的相带矩阵之后，可基于各项绕组参数和相带矩阵，生成支路矩阵和上下层矩阵。具体的：

对于叠绕组，(a.a)并联支路数为1的情况，确定三相的支路矩阵a

对于叠绕组，(a.b.a)并联支路数大于1、极对数大于等于并联支路数且为常规绕组，极数与并联支路数的比值为偶数的接线方式，每个支路包含相同个数的正负相带，三相的支路矩阵a

对于叠绕组，(a.b.b)并联支路数大于1、极对数大于等于并联支路数且为常规绕组，极数与并联支路数的比值为奇数的接线方式，每个支路包含的正负相带数不同。对于下标为奇数的支路矩阵，A相带数比X相带的数量多1。以A相的支路矩阵a

对于下标为偶数的支路矩阵，X相带数比A相带数多1，以支路矩阵a

对于叠绕组，(a.c)并联支路数大于极对数、极数大于等于并联支路数且为常规绕组的接线方式，当并联支路数为偶数，正相带和负相带分别划分pa/2支路。以A相的支路矩阵和上下层矩阵为例，将A相带的相带矩阵的第1行至第2P/pa行每行元素依次赋予支路矩阵a

对于叠绕组，(a.d)非常规绕组的接线方式，本申请中，针对常见的非常规绕组，即极对数P＞1，并联支路数为4且q为偶数，由于支路数不能被极数整除，存在共享相带即某极下的某一相带的线棒属于不同支路的情况。以支路矩阵a

第一种方法：将A相带的相带矩阵的第1行至第[2×P/pa]行每行的前q列元素依次赋予支路矩阵a

第二种方法：若[2P/pa]为奇数，将A相带的相带矩阵的第1行至第[[2P/pa]/2]+1行每行的前q列元素依次赋予支路矩阵a

将A相带的相带矩阵的第[[2P/pa]/2]+2行至第([[2P/pa]/2]+1)×2行每行的前q列元素依次赋予支路矩阵a

将X相带的相带矩阵的第[[2P/pa]/2]×2+2行至第[[2P/pa]/2]×3+2行的每行的前q列元素依次赋予支路矩阵a

将X相带的相带矩阵的第[[2P/pa]/2]×3+3行至第[[2P/pa]/2]×4+3行每行的前q列元素依次赋予支路矩阵a

若[2P/pa]为偶数，将A相带的相带矩阵的第1行至第[2P/pa]/2行每行的前q列元素赋予支路矩阵a

将A相带的相带矩阵的第[2P/pa]/2+2行至第[2P/pa]+1行每行的前q列元素赋予支路矩阵a

将X相带的相带矩阵的第[2P/pa]+1行至第[2P/pa]×3/2行每行的前q列元素赋予支路矩阵a

将X相带的相带矩阵的第[2P/pa]×3/2+2行至第[2P/pa]×2+1行每行的前q列元素赋予支路矩阵a

对于波绕组，(b.a)并联支路数为1的接线方式，将A相带的相带矩阵的前q列的元素逐列赋予支路矩阵a

对于波绕组，(b.b)并联支路数为2的接线方式，将A相带的相带矩阵的前q列元素逐列赋予支路矩阵a

对于波绕组，(b.c)并联支路数为3的接线方式，q能够被3整除的整数槽。将A相带的相带矩阵的前q列的1:3:q-2列(第1至q-2列中每间隔3的列)的元素逐列赋予支路矩阵a

将A相带的相带矩阵的前q列的第2:3:q-1列(第2至q-1列中每间隔3的列)的元素逐列赋予支路矩阵a

将A相带的相带矩阵的前q列的第3:3:q列的元素逐列赋予支路矩阵a

对于波绕组，(b.d.a.a)并联支路数为4，整数槽，极对数P为偶数。将A相带的相带矩阵的第1行至第P/2行的前q列中的奇数列元素逐列赋予支路矩阵a

将A相带的相带矩阵的第1行至第P/2行的前q列中的偶数列逐列赋予支路矩阵a

(b.d.a.b)并联支路数为4，整数槽，极对数P为奇数。将A相带的相带矩阵的第1行至第[P/2]行的前q列中的奇数列元素逐列赋予支路矩阵a

第[P/2]+1对极下相带为共享相带，将A相带的相带矩阵的第[P/2]+1行的前q列中的奇数列元素逐列赋予支路矩阵a

将A相带的第1行至第[P/2]行的前q列中的偶数列元素逐列赋予支路矩阵a

对于波绕组，(b.d.b)并联支路数为4，分数槽，每极每相槽数的整数部分为偶数，Q/6-P×[q]为偶数。对于六个相带的相带矩阵，每个相带矩阵包括P行2×([q]+1)列的元素，前[q]+1列为上层线棒的槽号，后[q]+1列为下层线棒的槽号，下层线棒的槽号由前[q]+1列的槽号顺时针移动Q/2个位置后得到，同时将后q列的元素按行向下循环移动[P/2]次得到最终的后[q]+1列的元素。将A相带的相带矩阵的前[q]+1列中的前[q]列和后[q]+1列的前[q]列逐列赋予支路矩阵a

S104：根据绕组参数、支路矩阵和上下层矩阵，绘制绕组接线图。

本实施例中，在确定了支路矩阵和上下层矩阵之后，即可根据设置的绕组参数、支路矩阵和上下层矩阵，自动绘制绕组接线图。

一些方式中，在绘制线棒时，所有线棒的高端点的高度相同，所有线棒的低端点的高度相同，上层线棒可以用第一线条形式绘出，下层线棒可以用第二线条形式绘出。例如，上层线棒使用实线表示，下层线棒使用虚线表示。绘制线棒时，首先确定1号槽中上层线棒的低端点坐标(x

所有线棒绘制结束之后，根据绕组形式，按照支路矩阵和相应的上下层矩阵将相应的线棒相连接，绘制线棒的接线图。其中，支路矩阵和上下层矩阵的行数为每个支路包含的线圈数，即Q/(3×pa)，支路矩阵和上下层矩阵的列数为2，支路矩阵的每行的两个槽号对应的槽中的两个线棒构成一个线圈。

接线时，依次将支路矩阵中的线棒的低端点和/或高端点相连接。具体的，以A相的一个支路为例，确定支路矩阵a

一些实现方式中，从a

对于叠绕组的绕组形式，从a

对于波绕组的绕组形式，从a

一些方式中，若连接的两个线棒跨过的距离与节距相等，引出的两条直线的终点的就是二者的交点；若连接的两个线棒跨过的距离小于节距，交点在引出的直线上，在从两线棒引出的两条直线的终点向正下方各绘制一段直线，然后将两段直线连接；若连接的两个线棒跨过的距离大于节距，引出的两条直线无交点，在从两线棒引出的两条直线的终点向正下方各绘制一段直线，然后将两段直线连接，完成存在跨接线的两线棒的连接。

根据设置的绕组形式，根据支路矩阵中各槽号对应的线棒，按照上述方法依次将各线棒连接，直至绘制至支路矩阵a

本申请实施例的三相双层绕组接线自动绘制方法，在设置各项绕组参数之后，根据绕组参数确定三相电机的接线方式，三相电机的六个相带的相带矩阵，根据绕组参数和相带矩阵生成支路矩阵和上下层矩阵，先绘制各线棒，然后根据绕组参数，按照确定的接线方式将支路矩阵中的各线棒依次用连接线连接起来，完成三相双层绕组接线图的自动绘制。这样，仅需根据需求设置各项绕组参数即可准确、高效地自动绘制出三相双层绕组接线图。

本实施例的三相双层绕组接线自动绘制方法，不仅可以根据设置的参数自动绘制三相双层绕组接线图，而且可以自动计算绕组的各项电磁性能指标。其中，电磁性能指标包括基波感应电动势、支路不平衡度、磁动势数据、磁动势谐波畸变率、线棒端点电压等。

一些实施例中，计算基波感应电动势的方法包括：

根据支路矩阵、极对数和定子槽数，按照公式(1)计算支路矩阵中各槽号对应的槽中的线棒的电动势；

E

其中，a

当设置的并联支路数大于1时，根据三相的各支路矩阵对应的基波感应电动势矢量，计算各相的感应电动势幅值差、相位差和支路不平衡度。其中，支路的感应电动势幅值差是支路i和支路j的基波感应电动势

按照上述方法分别计算A、B、C三相各支路的基波感应电动势矢量。以特定点为坐标原点，分别绘制三相各支路的基波感应电动势矢量，三相的基波感应电动势矢量可以不同颜色或线条形式区别显示。同时，在图中标识计算出的两支路的基波电动势幅值差、基波电动势相位差以及支路不平衡度。

一些实施例中，在确定出每相各支路的基波感应电动势之后，进一步根据基波电动势和支路线圈数，计算各支路的基波绕组系数。计算方法为：

对于每相，分别计算各支路的基波感应电动势与支路线圈数的比值，作为各支路的基波绕组系数；

将各支路的基波绕组系数相加，得到相电动势；

计算相电动势与支路线圈数的比值，作为相基波绕组系数。

本实施例中，确定出每相各支路的基波感应电动势之后，根据各支路的基波感应电动势和支路线圈数，分布计算各支路的基波感应电动势与支路线圈数的比值，该比值即为相应支路的基波绕组系数，将各支路的基波绕组系数相加得到对应相的相电动势，然后计算相电动势与支路线圈数的比值，该比值即为相基波绕组系数。其中，三相电机的支路线圈数r＝Q/3/pa。对于平衡绕组，支路基波绕组系数即为相基波绕组系数，对于不平衡绕组，支路基波绕组系数与相基波绕组系数不同。

一些实施例中，计算磁动势的方法包括：

对于支路矩阵中每行两个槽号对应的线棒组成的线圈，确定对应的矩形波；

将各相的支路矩阵中所有线圈对应的矩形波叠加，得到各相对应的磁动势。

本实施例中，基于每相的支路矩阵，可以计算得到每相的磁动势。具体的，每个线圈产生的磁动势波形在空间分布为一个矩形波形，对于支路矩阵中每行的两槽号对应的槽中的两线棒构成的线圈，确定其形成的矩形波为：如果该行第一列的槽号为正数，矩形波的高电平为(1-pitch/Q)，低电平为-pitch/Q，其中，pitch为该行第二列槽号对应的线棒相对于第一列槽号顺时针跨过的槽数，高电平在一个周期内的占比为pitch，低电平在一个周期内的占比为Q-pitch，矩形波的起始位置为该行的第一列的线棒所处的位置。如果该行第一列的槽号为负数，矩形波的高电平为-(1-pitch/Q)，低电平为pitch/Q。

按照上述方法确定支路矩阵中每个线圈的磁动势所对应的矩形波之后，将每相的各支路矩阵中所有线圈对应的矩形波在空间中叠加，即可分别得到A、B、C三相的磁动势。

一些实施例中，在确定出每相的磁动势之后，方法还包括：

对每相的磁动势进行傅里叶变换，得到包含不同谐波分量的变换结果；

按照公式(2)，计算磁动势谐波畸变率；

其中，F

本实施例中，在确定出每相的磁动势之后，可进一步计算出每相的磁动势谐波畸变率。以A相为例，对A相的磁动势进行傅里叶变换，得到包括各次谐波分量的变换结果，然后根据各次谐波分量，按照公式(2)计算A相的磁动势谐波畸变率。

一些实施例中，方法还包括：根据支路矩阵中每个槽号对应的槽中的线棒的电动势，计算所有线棒的高端点电压和低端点电压。具体的，如果支路矩阵中第一行第一列的槽号为正数，则电压值为0的起始点为该槽号对应的槽内的线棒的高端点，如果第一行第一列的槽号为负数，则起始点为最后一行第二列的槽号对应的槽内的线棒的高端点。确定了起始点之后，对于起始点对应的第一线棒，第一线棒的低端点的电压为高端点的电压加上第一线棒的感应电动势，对于与第一线棒连接的第二线棒，其低端点的电压与第一线棒的低端点的电压相同，第二线棒的高端点的电压为低端点的电压减去第二线棒的感应电动势。按照上述方法，依次确定支路中相互连接的各线棒的高端点电压和低端点电压。可选的，计算出各线棒的高端点电压和低端点电压之后，可将各线棒的高端点电压和低端点电压保存于每相的支路电压表中。

一些实施例中，方法还包括：

根据支路矩阵中每行的两个槽号的差值和节距，确定线棒低端接线是否存在跨接线；若低端接线存在跨接线，统计支路矩阵中低端接线存在跨接线的数量，得到支路矩阵所属支路的低端总跨接线数；对于低端接线存在跨接线的两个槽号，将该两个槽号的差值与节距的差值作为低端接线跨过的槽数，统计支路矩阵中低端接线跨过的总槽数，得到支路矩阵所属支路的低端跨过的总槽数；

根据支路矩阵中每行第2列的槽号与该行的下一行(如果该行为最后一行，则该行的下一行为第一行；)第1列的槽号的差值和节距，确定线棒高端接线是否存在跨接线；若高端接线存在跨接线，统计支路矩阵中高端接线存在跨接线的数量，得到支路矩阵所属支路的高端总跨接线数；对于高端接线存在跨接线的两个槽号，将该两个槽号的差值与节距的差值作为高端接线跨过的槽数，统计支路矩阵中高端接线跨过的总槽数，得到支路矩阵所属支路的高端跨过的总槽数；

根据低端总跨接线数和高端总跨接线数，确定绕组接线的跨接线总数；根据低端跨过的总槽数和高端跨过的总槽数，确定绕组接线跨过的总槽数。

本实施例中，还可根据支路矩阵，确定是否存在跨接线，并统计跨接线的数量。具体的，对于支路矩阵中每行的两个槽号，计算两个槽号的差值，将该差值与节距进行比较，如果二者相等，则这两个槽号中的线棒的高端点连接不存在跨接线，如果二者不相等，则这两个槽号中的线棒的高端点连接存在跨接线，且节距与该差值之间的差值为跨过的槽数。对于支路矩阵中第i行第二列的槽号与第i+1行第一列的槽号(如果第i行为最后一行，则第i+1行循环至第一行)，计算两个槽号的差值，将该差值与Q/(2×P)-y进行比较，如果二者相等，则这两个槽号中的线棒的低端点连接不存在跨接线，如果二者不相等，则这两个槽号中的线棒的低端点连接存在跨接线，且Q/(2×P)-y与该差值之间的差值为跨过的槽数。按照上述方法，确定出各相的各支路矩阵中所有高端接线存在跨接线、低端接线存在跨接线的线棒，并统计出三相电机存在的跨接线总数量和跨过的总槽数。

本申请实施例提供一种三相双层绕组接线自动绘制方法，用于实现三相双层绕组接线的自动绘制以及各相电磁性能指标的计算与显示。其中，可在参数设置区域选择叠绕组或是波绕组，输入设置的极对数、并联支路数、定子槽数和节距。参数设定之后，在绕组绘制区域动态显示所有线棒的绘制过程，根据各相各支路的支路矩阵，动态显示相应的线棒的连接过程。同时，计算各支路的基波感应电动势矢量，在支路电势绘制区域动态绘制三相的基波感应电动势矢量图，根据该矢量图可以直观的显示各相的基波感应电动势幅值差、相位差以及支路不平衡度。计算各支路的磁动势，每相的磁动势谐波畸变率，计算各支路的基波绕组系数，每相的相基波绕组系数；计算跨接线总数以及跨过的总槽数等，在电磁性能参数区域显示计算出的各项电磁性能指标。利用本申请实施例的自动绘制方法，仅需输入三相绕组的各项配置参数，即可快速、准确、高效地自动绘制绕组接线图，并计算得到各项电磁性能参数，提供可靠的技术支持。

可选的，本申请实施例的自动绘制方法可以基于matlab软件实现，在接线图的绘制过程中，能够支持暂停、继续、显示和清除等功能，操作方便。

以下结合具体实施例对本申请的三相双层绕组接线自动绘制方法进行说明。

于一个具体实施例中，输入的绕组参数包括：选择叠绕组的绕组形式，并联支路数pa＝4，极对数P＝10，定子槽数Q＝312，节距y＝14。在绕组绘制区域自动绘制312槽的上层线棒和下层线棒，对绕组进行相带划分得到A、Z、B、X、C、Y六个相带矩阵，每个相带矩阵包括10行12列的元素，每个元素为槽号，例如，A相带的相带矩阵为：

X相带的相带矩阵为：

由于2×P/pa＝5为奇数，确定对应的接线方式，得到三相的各支路矩阵和上下层矩阵，每个支路矩阵包括26行2列的槽号，例如，A相的第一支路的支路矩阵a

上下层矩阵为：

结合图4A-4C所示，根据支路矩阵和上下层矩阵，将各线棒的高端点和/或低端点依次对应连接，完成线棒接线的自动绘制。

绘制接线图的同时，计算各项电磁性能参数。例如，计算得到A相的第一支路的基波感应电动势

于另一个具体实施例中，输入的绕组参数包括：极对数为7，定子槽数为252，并联支路数为4，且为非常规绕组。采用不同的接线方法进行接线，对比各种接线方法的优劣。图6A-6C为设置波绕组方式，节距为18(整距)得到的接线图和各项电磁性能指标，图7A-7C为设置叠绕组方式，节距为18，采用方法一的接线方式得到的接线图和各项电磁性能指标，图8A-8C为设置叠绕组方式，节距为18，采用方法二的接线方式得到的接线图和各项电磁性能指标，图9A-9C为设置叠绕组方式，节距为16(短距)得到的接线图和各项电磁性能指标。通过上述各项参数对应的接线图和电磁性能指标，可得各种接线方式得到的支路不平衡度分别为0、0、0、0.44％，磁动势谐波畸变率(图中显示为磁动势谐波含量)分别为7％、7％、7％、6％，基波绕组系数分别为0.9561、0.9561、0.9561、0.9416，跨接线总数分别为60、84、80、84，跨接线跨过的总槽数分别为84、198、308、380。

对比图6A-6C、7A-7C的接线方式，两种接线方式得到的基波绕组系数、磁动势谐波畸变率、支路不平衡度相同，而叠绕组的跨接线相较波绕组的跨接线多。对比图7A-7C、8A-8C的接线方式，叠绕组情况下的第二种接线方式相较第一种接线方式的跨接线少，跨过的槽数多，结合图10、11所示，第二种接线方式相较于第一种接线方式，同一个槽内的上层线棒和下层线棒的高端电压差、低端电压差较小，两种接线方式的基波绕组系数、磁动势谐波畸变率和支路不平衡度相同。在绕组参数相同的条件下，通过对比不同的接线方式和方法，可以优选叠绕组第二种接线方式。

通过对比图8A-8C、9A-9C，短距的磁动势谐波畸变率相较于整距的磁动势谐波畸变率更小，短距的跨接线相较于整距的跨接线更多，跨过的槽也更多，且支路不平衡度不为0，基波绕组系数较小。由此，利用本申请实施例的方法，能够准确、直观的判断接线方式的难易程度和性能优劣，为选取合适的接线方案提供辅助支持。

于又一个具体实施例中，利用本申请实施例的三相双层绕组接线自动绘制方法进行故障分析。设置的绕组参数包括：定子槽数为216，并联支路数为4，极对数为6，节距为17。当定子绕组发生接地故障时，通过直流分压试验法判定接地位置电压占整个支路电压的65％～80％，通过分支测量发现故障分支在A相的第一支路或第四支路上，通过A相的支路矩阵可以判定第一支路和第四支路的线棒号，结合统计的各线棒的高端点电压和低端点电压，查找出电压占整个支路电压65％～80％的线棒号，从而快速确定出可能发生故障的线棒，能够大幅缩小故障的查找范围，提高故障处理的效率。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。