分体独立式大型交流电机定子制造方法与装配方法组成比例

分体独立式大型交流电机定子制造与装配技术，将每个定子模块的定子冲片分别叠压与紧固，利用弧形定子压圈进行压紧与固定；将大跨距线圈相对于小跨距线圈反向嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处理；将制作好的定子模块整体浸漆处理与烘干，完成每个模块的制作与封装；将每个定子模块安装固定在定位基座上，整体调试与运行。装配方法采用外部辐射式拼装结构，将定子模块沿圆周方向从外侧依次安放到定位机座的相应位置，通过在定位机座上事先加工的均匀分布在圆周方向的定位孔或定位槽保证定子模块定位精度，并利用拉紧螺杆将定子模块与定位基座进行固定。本发明专利技术目的在于提供一种性价比高的适用于大型交流电机的定子制造与装配技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气工程
，涉及大型交流电机的定子设计制造与装配，进一 步说是一种大型交流电机定子模块化制造与应用方法。
技术介绍
定子作为电机的重要组成部分，其设计与装配的合理性对于电机稳定高效运行具 有重要影响。传统电机定子大多采用整体加工的方法，首先沿圆周方向将定子冲片均勻叠 压并利用拉紧螺杆或机械扣片焊接等方式加以固定，然后嵌放绕组并对绕组端部进行连接 与整形，最后整体进行浸漆处理加以固化。当电机定子直径超过4米时，如大型水轮发电 机，受限于运输瓶颈，定子需分瓣制造(包括机座和铁芯)，运往工地后再将分瓣的定子组装 成整体；对于分瓣运输仍有困难的大型机组，定子的装配工作全部在工地完成，即先将分瓣 的定子机座组焊成整圆，然后进行定子铁芯叠片，再完成定子绕组下线与连接。定子铁芯 由硅钢片现场堆叠而成，铁芯由定位筋定位。如果采用定子整体加工的方法，可以在工厂内部完成全部加工装配工作，降低了 制造成本。但是由此带来运输成本提高的问题，而且也对装配和工作现场吊装设备提出了 更高的要求。在电机整体下线结束后需要进行浸漆处理，对于大型电机整体浸漆所需的大 直径真空压力浸漆罐投资很大，对于中小企业无疑构成一定负担。如果采用定子和基座分瓣加工，然后现场完成绕组嵌放的方法，固然可以在一定 程度上解决运输困难的问题。但是由于机座焊接，定子叠片，绕组嵌放，和转子装配等工作 都需要在工作现场完成，受限于现场工作环境，必然会增加工时成本，而且当工作环境恶劣 时还会对加工装配质量产生一定影响。由于传统大型交流电机绕组大多采用双层叠绕，绕 组在定子槽内空间分布连续，无法机械解耦。因此，为了保证电机的整体运行，分瓣定子最 终必须紧固为一体。但是由于实际工艺和材料特性限制，铁芯接缝面处会受到不均勻且难 以预测的挤压力，该挤压力不但助长了定子铁芯翘曲的形成，还会带来接缝处的机械振动 和噪声，给电机的安全稳定运行带来隐患。也正是因为这个原因，分瓣制作定子的方法自从 上世纪60年代以来便逐渐被淘汰。取而代之的是采用工地现场整圆叠压定子铁芯的方法， 这种方法在国内外大型水轮发电机制造领域得到了广泛应用。以上几种方法虽然在加工过程中分为整体与分瓣，但是最终都是将其组装为一个 整体。一旦电机运行发生重大故障，需要返厂维修，这个过程中产生的运输，维修，重新装配 等成本十分巨大，甚至无异于购置一台新电机。更为重要的是，由于这种大型交流电机大 多作为大型机械装备的主驱动电机，或发电厂的主要发电设备，如果电机发生故障，由此带 来的停工停产损失可能更为巨大。尤其是一些关系国民经济运行的关键部门，比如电厂，医 院，供水系统，军事基地等等，其高可靠性的要求更是制约了这种电机的应用与发展。对于以上存在的种种问题，行业内目前主要采用以下几种方法对于特大型电机 来说，大多是电厂用的发电机。承接制造此种电机的厂家大多具有很强的技术和工艺加工 能力，虽然在此过程中需要较高成本，但电机性能基本能够满足实际需要。电厂设备的可靠性主要通过提高电机制造质量和备用发电机组的方法来保证。大型交流电动机一般通过提 高电机电压的方法提高功率密度、减少体积，降低电机尺寸过大带来的运输与安装困难。通 过购置大直径真空压力浸漆罐的方法解决浸漆困难的问题。电动机的可靠性除了通过提高 电机质量，还有采用多台电动机同轴连接的方式，部分电机作为备用动力设备空转运行。在电机定子分瓣制作方面，国内外有过一些探索，而且申报了一些专利。专利号 200610138198. 5，名称是电动机的分瓣定子。此专利主要介绍了一种集中绕组定子拼接方 法。电动机定子由在圆筒形定子圆周上划分的多个分瓣结构组成。其优点主要体现在由于 定子各个磁极相互独立，集中绕组可以在定子各瓣拼接之前，直接嵌入磁极两侧的宽口凹 槽，避免了传统电机绕组需要从窄小的槽口嵌入的麻烦，显著减小了损坏线圈绝缘的危险， 提高了槽满率。专利号=200880014984. 1，名称是电动机用分瓣定子及其制造方法。此专 利主要介绍了集中式绕组定子拼接结构(大体与上文所述专利类似)以及具体加工制作方 法。以上两个专利所述定子分瓣制作方法主要适用于集中绕组少极电机，其主要出发点在 于提高定子槽满率，减少绕组嵌放中的绝缘破坏以及提高绕组与定子之间的散热能力。如 果极数很多，相邻定子拼接中存在的间隙会对磁路结构产生一定影响，进而影响电机性能。 而且对于大量使用的常规分布绕组交流电机，以上两个专利所述方法均不适用。专利号 200720183654. 8，名称是一种电机定子的铁芯。此专利主要介绍了一种定子分瓣制作的方 法，相邻的分瓣定子通过榫槽连接。其意义主要体现在相邻分瓣定子不用通过焊接的方法 连接，降低了加工难度。专利号200810146730.7，名称是一种模块化电机。此专利主要介 绍了适用于集中绕组的发电机模块化制造结构。主要是为了解决发电系统中原动机输出功 率变化带来的发电机输出功率不稳定问题。通过调节不同定子模块使得电机整体的组合功 率输出与原动机输入功率相适应，从而降低对原动机输出功率稳定性的要求。以上几个专 利虽然在加工过程中都对定子进行分瓣处理，侧重点也有所不同，但是最终大多是将其加 工为一个整体，而且仅适用于集中式绕组。并没有缓解大型交流电机定子装配运输困难的 现状，更无法解决大型交流电机定子可靠性有限的问题。
技术实现思路
本专利技术公开一种分体独立式大型交流电机定子模块化制造与应用方法，目的在于 提供一种性价比高的适用于大型交流电机的定子制造与装配技术。本专利技术的技术方案为分体独立式大型交流电机定子制造方法，其特征在于将电机定子分瓣制作，对每个定 子模块分别处理，然后整体组装成完整的定子，具体包括以下步骤第一，将每个定子模块的定子冲片进行分别叠压与紧固处理，利用弧形定子压圈进行 压紧与固定；第二，将大跨距线圈和小跨距线圈嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处 理，得到独立的定子模块，其中大跨距线圈和小跨距线圈的跨接方向相反；第三，将制作好的定子模块进行整体浸漆处理与烘干，完成每个模块的制作与封装； 第四，将每个定子模块沿圆周方向依次安装固定在定位基座上，进行整体调试与运行。当电机采用整数槽绕组或每极每相槽数最简形式分母为奇数的分数槽绕组时，定 子模块数量最多扩展至最大并联支路数的一半，即电机极数与槽数的最大公约数的一半，5也可以扩展至最大并联支路数一半的约数个；当采用每极每相槽数最简形式分母为偶数的 分数槽绕组时，定子模块数量最多扩展至最大并联支路数，即电机极数与槽数的最大公约 数，也可以扩展至最大并联支路数的约数个。独立的定子模块槽数等于2mq最简形式的分子的整数倍，最小独立定子模块槽数 为2mq最简形式的分子。其中m为电机相数，q为电机每极每相槽数。所述的每个定子模块单元相互独立，不同定子模块所占空间角度可以相同，也可 不同，只要保证空间角度为最小独立定子模块空间角度的整数倍，且全部定子模块能够填 充圆周方向360度空间即可。将跨接于相邻两个定子模块的定子绕组线圈的上下层边放在同一模块内，即将本 应跨接于下一个定子模块的定子绕组边放置在本模块中电磁性能相同的槽内，而定子绕组 端部接线保持不变。针对不同极槽配合的电机定子，优先采本文档来自技高网...

【技术保护点】
分体独立式大型交流电机定子制造方法，其特征在于：将电机定子分瓣制作，对每个定子模块分别处理，然后整体组装成完整的定子，具体包括以下步骤：第一，将每个定子模块的定子冲片进行分别叠压与紧固处理，利用弧形定子压圈进行压紧与固定；第二，将大跨距线圈和小跨距线圈嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处理，得到独立的定子模块，其中大跨距线圈和小跨距线圈的跨接方向相反；第三，将制作好的定子模块进行整体浸漆处理与烘干，完成每个模块的制作与封装；第四，将每个定子模块沿圆周方向依次安装固定在定位基座上，进行整体调试与运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳义，冯桂宏，李庆旭，崔刚，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]