王曉慧 邵平安 李廣 豐帆 梁雙全

引言：本文通過對外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機的定子線圈進行計算，對定子線圈的二維模型、三維模型繪制，以對該計算方法進行準確分析驗證。

前言

外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機，顧名思義其轉(zhuǎn)子在定子的外側(cè)，即槽口在定子鐵心外圓側(cè)，所以外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機定子嵌線應在定子鐵心外側(cè)進行。本文主要介紹外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機定子線圈的計算，并根據(jù)計算參數(shù)對其進行二維、三維模型繪制，且通過實際生產(chǎn)驗證該計算方法準確、清晰。

一、定子線圈計算

1、線圈計算首先要確定計算時所需要的數(shù)據(jù)。所需參數(shù)為：電壓（ ）、極數(shù)（ ）、相數(shù)（m1）、定子外徑（ ）、定子槽數(shù)（ ）、鐵心長（ ）、節(jié)距（ ）、每槽導體數(shù)（ ）

2、根據(jù)絕緣規(guī)范及導線排列方法，進行槽尺寸校核。

3、根據(jù)以上兩步的數(shù)據(jù)對線圈尺寸進行計算。

本節(jié)主要介紹線圈尺寸的計算方法，主要步驟如下：

（1）

—線圈的兩邊在定子圓周上所跨的角度。

（2）

式中，Ws為端部絕緣后寬度，對半開口槽為（同槽的兩個線圈端部絕緣后寬度的和）+0.5mm。

Xi為相鄰兩線圈斜邊間隙。

（3）設(shè) 為上層線圈斜邊部分所張角度。

線圈斜邊部分延長到彎曲部分中點的平均長度：

二、模型繪制及生產(chǎn)驗證

本文以MW級外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)風力發(fā)電機算例，采用上述公式進行定子線圈計算，并用該計算參數(shù)繪制定子線圈二維模型、NX三維模型。樣機基本參數(shù)見表1。

1、根據(jù)計算參數(shù)繪制出的二維模型各向視圖如圖2、圖3、圖4所示。

圖2

圖3

圖4 非引線端視圖

2、三維模型繪制

將計算參數(shù)采用NX三維軟件進行定子線圈三維模型繪制，如圖5、圖6。

圖5

圖6

3、現(xiàn)場驗證結(jié)果

現(xiàn)場生產(chǎn)時，該線圈嵌線容易，嵌完后線圈端部尺寸、線圈斜邊間隙尺寸等參數(shù)均能很好的滿足電機要求，該電機定子線圈嵌線效果如圖7所示。

圖7

結(jié)論

本文以MW級外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)同步風力發(fā)電機為算例，對其定子線圈進行了詳細的計算分析，并采用計算結(jié)果進行定子線圈二維模型、NX三維模型的繪制。最后通過現(xiàn)場實際生產(chǎn)，驗證了該計算方法準確、清晰，對同類結(jié)構(gòu)定子線圈計算起到參考作用。

參考文獻

[1]朱福倫，薛國苓.三相異步電動機硬繞組定子線圈尺寸的計算方法.電機技術(shù).1990年03期.

[2]陳世坤.電機設(shè)計（第2版）機械工業(yè)出版社，1997.

[3]白金山.定子成型線圈設(shè)計包.重慶市電機工程學會2010年學術(shù)會議論文.

（作者單位：南車株洲電機有限公司）