System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构制造技术_技高网

一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构制造技术

技术编号:40899293 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-18 11:16
本发明专利技术公开了一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,属于可变速抽水蓄能机组技术领域。在绕组结构方面,采用两套极性相反的18槽12极、节距为1槽的分数槽集中绕组,经过相移得到36槽12极、节距为2槽的转子绕组。相较于18槽12极方案,本发明专利技术将节距扩大为2槽,以提高基波绕组系数,并通过调整绕组间的相位差消除了偶次谐波,降低了电机磁场谐波,改善了性能。转子结构方面采用大槽和小槽间隔分布的铁芯结构,使转子两套绕组的端部相互错开,实现了端部的非重叠。这种结构显著地缩短了转子绕组端部的长度,简化了结构,使其易于固定,提高了电机的可靠性,降低了材料用量和制造成本。这一设计还有利于实现交流励磁电机转子的模块化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于可变速抽水蓄能机组,更具体地,涉及一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构


技术介绍

1、为加快能源绿色低碳转型,建设以新能源为主体的新型电力系统是必由之路。然而,由于风电和和光伏等新能源存在较大的间歇性和波动性,其大规模发展,对电力系统的安全稳定运行提出了巨大挑战,必须考虑新能源大规模建设后的并网消纳问题。抽水蓄能是当前技术最成熟、经济性最优、最具规模化开发条件的电力系统绿色低碳灵活调节电源,可有效缓解大规模新能源并网的消纳问题,是提高新型电力系统的安全稳定性的有效途径。

2、与采用同步电机的定速抽蓄技术相比,采用交流励磁电机(或称为双馈异步电机)作为发电-电动机的变速抽蓄在水力性能、功率调节特性与系统综合效率等方面具有显著优势。交流励磁电机定转子均为三相交流绕组,定子绕组直接与电网连接,频率等于电网频率f1,转子绕组经变频器通入频率为f2的三相交流电,定转子磁场频率与转子机械转速ωr满足:f1=pωr/2π±f2,其中p为电机极对数。电网频率不变,通过控制转子电流频率即可改变转子的机械转速,实现变速运行。

3、常规交流励磁电机转子绕组结构与定子绕组类似,一般为分布式的波绕组或叠绕组形式,绕组端部跨距大,从槽内伸出较长,在高速运行过程中会承受巨大的离心力,故转子绕组的端部固定与支撑是此类电机设计的重点和难点问题。因此,从转子结构和绕组设计入手,在源头上缩短绕组端部,对于降低转子绕组端部固定难度、提高转子可靠性具有重要的理论价值和实际意义。


技术实现思路</p>

1、针对现有技术的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,旨在解决抽水蓄能用交流励磁电机转子绕组端部长从而难以可靠固定的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,除机壳、端盖和转轴以外的有效部分包括定子和转子,定子包括定子铁芯、216个定子槽和定子绕组,转子包括转子铁芯、交流励磁绕组、36个转子槽和转轴;所述转子铁芯开有18个小槽和18个大槽,大小槽间隔分布;每个转子槽内左右放置两个线圈边,每个线圈跨越两个槽距,相邻线圈上下层分布,套装在各所属转子齿上,绕组端部不存在重叠。其中,大小槽的极性相反,交流励磁绕组通过两套18槽12极、节距为1槽的分数槽集中绕组经绕组间机械圆周相移30°后构成,两套绕组分别位于大槽或小槽中,使绕组端部实现非重叠。

3、交流励磁电机转子槽极配合为18槽12极时,其单元电机为3槽2极、节距为1槽的分数槽集中绕组,其磁势谐波阶次为(3k±1),齿谐波阶次为(3j±1);其中k1、k2、i、j均为正整数。绕组磁势中含有大量偶次谐波,且一阶齿谐波阶次较低。磁势谐波含量高会带来电势波形畸变、附加损耗增加以及电磁振动噪声增大等不良影响。在对单元电机进行定子所受电磁激振力波分析时发现:转子一阶齿谐波磁场可能分别与主波磁场、定子磁势谐波磁场相互作用产生幅值较大的低阶力波,从而有可能产生剧烈振动,危害电机运行安全性。

4、由两套极性相反的18槽12极分数槽集中绕组经过相移得到的36槽12极转子绕组(单元电机为6槽2极、节距为2槽),其槽数加倍,使得齿谐波阶次升高,同时通过绕组之间的30°相移,绕组合成磁势中的偶次谐波被完全消除,相较于3槽2极的分数槽集中绕组,其绕组磁势谐波含量大幅下降,且避免了电机运行过程中定子所受低阶力波的产生。

5、根据上述技术方案,作为优选,对所述转子铁芯叠片的大槽槽型进行调整,加深其槽口深度,使得底部实际可用槽面积与小槽相当,提高槽利用率。

6、根据上述技术方案,作为优选,对所述转子铁芯叠片大槽槽型进行调整,增大其槽肩角角度,进一步减小漏磁。

7、根据上述技术方案,作为优选,对所述转子铁芯叠片可为齿、轭分离结构,以便于安装转子绕组,其齿和轭部之间可通过鸽尾等结构连成一体。

8、经推导总结,该技术方案的转子绕组基本单元拓扑为6槽2极、节距为2槽的非重叠绕组形式,以此为基础可推广至此类电机更多其他槽极组合的定子或转子中。

9、通过本专利技术所构思的以上技术方案,与现有技术相比,转子改造后的电机在保证高效率、高正弦度感应电势和各运行工况灵活调节的基础上,因采用非重叠绕组,使得其绕组线圈的结构与凸极式同步电机的转子励磁绕组类似,转子绕组端部长度大幅缩短,结构大幅简化,从而可有效降低绕组端部固定难度,节省端部用铜量,并减少转子绕组铜耗,同时模块化转子结构使得转子更容易制造和装配,提高生产效率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,所述交流励磁电机为12极电机,其特征在于,包括定子和转子,定子包括定子铁芯和定子绕组,定子铁芯内侧开槽并嵌放定子绕组;转子包括转子铁芯和交流励磁绕组、转子铁芯表面开有36个转子槽并嵌放交流励磁绕组;所述转子铁芯的36个槽包含18个小槽和18个大槽,大小槽间隔分布;每个转子槽内放置两个线圈边,每个线圈的节距均为2槽,相邻线圈上下层分布,套装在各所属转子齿上,绕组端部不存在交叉重叠。

2.根据权利要求1所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,转子绕组为两套18槽12极的双层分数槽集中绕组,18个大槽内放置一套绕组,18个小槽内放置另一套绕组,且两套绕组的极性相反。

3.根据权利要求1所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,所述两套绕组间存在30°机械角度的相位差。

4.根据权利要求1所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,所述转子绕组的单元电机为6槽2极、节距为2槽。

5.根据权利要求1所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,所述转子绕组为成型线圈绕制并连接而成。

6.根据权利要求2所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,交流励磁电机转子大小槽相间分布,大槽槽口深度相较于小槽槽口深度更深使得转子两套绕组端部在空间上不存在交叉重叠。

7.根据权利要求2所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,所述交流励磁电机是电动机或发电机。

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【技术特征摘要】

1.一种交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,所述交流励磁电机为12极电机,其特征在于,包括定子和转子,定子包括定子铁芯和定子绕组,定子铁芯内侧开槽并嵌放定子绕组;转子包括转子铁芯和交流励磁绕组、转子铁芯表面开有36个转子槽并嵌放交流励磁绕组;所述转子铁芯的36个槽包含18个小槽和18个大槽,大小槽间隔分布;每个转子槽内放置两个线圈边,每个线圈的节距均为2槽,相邻线圈上下层分布,套装在各所属转子齿上,绕组端部不存在交叉重叠。

2.根据权利要求1所述的交流励磁电机端部非重叠绕组转子结构,其特征在于,转子绕组为两套18槽12极的双层分数槽集中绕组,18个大槽内放置一套绕组,18个小槽内放置另一套绕组,且两套绕组的极性相反。

3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晋汪谦格张先卓孙鲁马心驰李泽泉周理兵
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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