中频无刷同步发电机制造技术

一种中频无刷同步发电机，包括定子冲片、定子、转子，所述定子冲片每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117，使得该中频无刷同步发电机额定转速为1846r/min，同时中频无刷同步发电机的定子满足4000V耐压及中频无刷同步发电机效率达90%以上。本实用新型专利技术与发动机组成电源车，广泛应用于飞机场地面电源系统，能向用电设备提供144kW、200V、400Hz的交流电。

【技术实现步骤摘要】
中频无刷同步发电机
本技术属于发电机
，具体涉及一种中频无刷同步发电机。
技术介绍
目前国内中频发电机转速主要以1500r/min、2000r/min为主。从九十年代开始，集几十年生产电机的经验，吸收国内外先进技术，成功开发了以上转速的中频同步发电机，该系列电机以优美的外形，良好的性能指标和可靠性，自投放市场以后深受国内用户的青睐，同时出口国外市场，得到用户的认可。美国用户在使用我厂2000r/min、144kW的中频发电机后反馈，他们由康明斯发动机的特性得知，其电源车选用的康明斯发动机，运行在1800r/min时，输出功率为172kW，燃油消耗率为0.368，运行在2000r/min时，输出功率为164kW，燃油消耗率为0.372，因而通过上述数据比对：发动机运行在1800r/min时，输出功率及其燃油消耗率大于运行在2000r/min时。另外，因欧盟市场上飞机场地面电源采用发电机的额定转速为1846r/min，他们为了提高其产品在欧盟市场的占有率，计划采用额定转速为1846r/min的发电机逐渐替代额定转速为2000r/min的发电机，针对此类情况，我们自主研发设计了144kW、200V、400Hz、1846r/min、26极的中频同步发电机。该项目为开发新系列发电机奠定了基础，提高了研发制造能力。拥有了此类发电机的自主知识产权，增强了产品竞争力，开拓了欧洲市场，为企业带来了良好的经济效益。
技术实现思路
本技术提供一种中频无刷同步发电机，该发电机应用在高海拔、低温、湿热、有沙尘等恶劣环境下的飞机场，能向用电设备提供144kW、200V、400Hz的交流电。为达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种中频无刷同步发电机，包括定子冲片、定子、转子，所述定子冲片每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117，使得该中频无刷同步发电机额定转速为1846r/min，发电机效率达90%以上。所述定、转子导磁材料为50W270的硅钢片。所述定子中的定子绕组的电流密度J值为6.88A/mm2，定子绕组的热负荷AJ值为1397A2/cm*mm2。定子中的定子绕组选用铜圆线1LF-PET制成，定子中的槽绝缘由两层复合材料和两层亚胺薄膜叠加组成放置在槽绝缘底部。所述定子中的定子铁心两端加装由环氧布板制成的端板，定子铁心压圈的内径上设置了定子压圈绝缘。所述交流励磁机定子绕组选用铜圆线1LF-PET制成，且每个绕组用云母带半叠包。本技术与发动机（柴油机或其它动力机械）组成电源车，广泛应用于飞机场地面电源系统，该发电机是飞机场电源系统的重要组成部分，向飞机场的用电设备提供144kW、200V、400Hz的交流电。应用在高海拔、低温、湿热、有沙尘等恶劣环境下的飞机场。本技术可以解决特殊用途的移动电站安装空间狭窄受限制的问题。本技术拥有了此类发电机的自主知识产权，增强了产品竞争力，开拓了欧洲市场，为企业带来了良好的经济效益。附图说明图1为本技术剖面结构示意图；图2为图1的侧面结构示意图；附图标号说明：1-弹性联轴片；2-定子；3-转子；4-端板；5-压圈；6-定子压圈绝缘；7-槽绝缘；8-定子绕组；9-端盖；10-交流励磁机定子；11-交流励磁机转子；12-励磁机定子的绕组；13-云母带；14-旋转整流器。具体实施方式下面结合附图对本技术及其效果进一步详细说明。一种中频无刷同步发电机，该中频无刷同步发电机与发动机组成电源车，广泛应用于飞机场地面电源系统。所述中频无刷同步发电机的输出电压由自动电压调节器ZPWT-3B控制；中频无刷同步发电机驱动端的首、尾安装有弹性联轴片1，安装在机座内的定子2、转子3，端盖9，安装在发电机非驱动端的交流励磁机定子10、交流励磁机电枢11及安装在交流励磁机电枢上的旋转整流器14。所述中频无刷同步发电机的定子冲片每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117，使得该中频无刷同步发电机额定转速为1846r/min，发电机的定子满足4000V耐压及中频无刷同步发电机效率达90%以上。由于中频无刷同步发电机额定转速在1846r/min时，发电机效率能达到90%以上，用现有1500r/min与2000r/min的冲片无法实现，因此重新设计了1846r/min（极数26）的冲片，根据转速与冲片内径成反比的关系，1846r/min发电机定子冲片的内、外径大于2000r/min发电机，但是欧盟接口要求1846r/min发电机的安装尺寸与2000r/min无刷同步发电机一致。这样加大1846r/min发电机的设计难度。一方面：在选择每极每相槽数时，由于该发电机为多极（极数26）电机，每极每相槽数只能选用分数槽。每极每相槽数分母只能选用2、13、26，当分母选用13或26时，绕组形式比较复杂，线圈绕线模个数较多，不利于生产，因此未选用。每极每相槽数为5∕2时，总槽数为195，因槽数太多，定子齿宽太窄，故不采用；只能选择每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117。另一方面：通过降低发电机的铁损耗、机械损耗、铜损耗和励磁损耗，提高了1846r/min发电机的效率。具体设计时，定、转子导磁材料选用铁损耗较小的牌号为50W270的硅钢片降低了发电机的铁损耗。采用现有2000r/min发电机的风扇，风扇外径为Φ396mm，因发电机转速降低，电机的机械损耗将降低。确定定子线负荷A值、定子槽型尺寸及风扇外径后，在槽满率允许的情况下，尽可能的降低较小的电流密度J值，控制定子绕组的热负荷AJ值在1500A2/cm*mm2以内，最终确定了合适的定子槽形和导线规格，此时定子绕组的电流密度J值为6.88A/mm2，定子绕组的热负荷AJ值为1397A2/cm*mm2降低发电机的铜损耗。在兼顾极身磁密、磁压降以及励磁绕组热负荷AJ值符合设计要求的前提下，确定了合适的励磁绕组参数，即铁心长400mm、每槽导体数12，来减小整个励磁系统的损耗。降低发电机的励磁损耗。由于用户要求发电机定子能承受4000V耐电压，因此设计定子绕组8时必须加强定子绝缘。一方面，选用铜圆线1LF-PET，此铜圆线为漆包线外加聚酯薄膜烧结导线结构，具有耐电压高、耐电晕的特点；另一方面，在满足槽满率的情况下加大槽绝缘，槽绝缘7由一层复合材料和一层亚胺薄膜叠加组成加大到由两层复合材料和两层亚胺薄膜叠加组成；增加了绕组端部各线圈间的圈间绝缘，再在保证铁心长度不变的情况下，定子铁心上增加了绝缘，即在定子铁心两端增加了4片厚度为1，同定子冲片槽形但材料采用环氧布板的端板4，以及在定子铁心压圈5的内径上粘了两层14mmX500mm复合材料叠加组成的定子压圈绝缘6，通过上述措施，保证了发电机定子能承受4000V耐电压。由于交流励磁机定子安装在发电机非驱动端，发电机在湿热环境下使用时，交流励磁机绕组容易受潮而降低绝缘，为此交流励磁机定子的绕组12采用铜圆线1LF-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中频无刷同步发电机，包括定子冲片、定子、转子，其特征在于，所述定子冲片每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117，使得该中频无刷同步发电机额定转速为1846r/min，发电机效率达90%以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种中频无刷同步发电机，包括定子冲片、定子、转子，其特征在于，所述定子冲片每极每相槽数为3∕2，并联路数为13，总槽数为117，使得该中频无刷同步发电机额定转速为1846r/min，发电机效率达90%以上。


2.根据权利要求1所述的中频无刷同步发电机，其特征在于：所述定、转子导磁材料为50W270的硅钢片。


3.根据权利要求1所述的中频无刷同步发电机，其特征在于：所述定子中的定子绕组（8）的电流密度J值为6.88A/mm2，定子绕组的热负荷AJ值为1397A2/cm*mm2。

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳珍，高晓辉，邓红军，赵庆礼，张心雪，
申请(专利权)人：兰州电机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62