[發(fā)明專利]交流電機(jī)及削弱交流電機(jī)一階齒諧波的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010147675.0
• 申請(qǐng)日: 2010-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101814780A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛懋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東元總合科技(杭州)有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/26
• 分類號(hào): H02K1/26;H02K1/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及具有較低一階齒諧波的 交流電機(jī)及削弱交流電機(jī)一階齒諧波的方法。

背景技術(shù)

交流電動(dòng)機(jī)主極磁場(chǎng)在氣隙中一般不是正弦分布，除基波外，還有很多高 次諧波存在。在高次諧波中，次數(shù)為2mqk±1(式中q為整數(shù)，且k＝1、2、3 ……)的諧波，這種次數(shù)與一對(duì)極下的齒數(shù)Z/p具有特定關(guān)系的諧波，稱為齒 諧波。齒諧波的特點(diǎn)是，其諧波繞組因數(shù)恰好等于基波的繞組因數(shù)。因此，在 各次諧波中，一階齒諧波的幅值是較大的，對(duì)電機(jī)的性能有重要影響。

齒諧波的存在，導(dǎo)致電機(jī)附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、電磁振動(dòng)與電磁噪聲增加， 從而使效率降低、溫升增高、起動(dòng)性能變壞、嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法起動(dòng)。另外，對(duì) 于發(fā)電機(jī)，由于齒諧波的存在，繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中，也會(huì)產(chǎn)生一系列的高次 諧波電動(dòng)勢(shì)。高次諧波電動(dòng)勢(shì)使發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)波形變壞，從而降低了供電的 質(zhì)量，并使發(fā)電機(jī)本身的雜散損耗增大、效率下降，溫升增高。輸電線中的高 次諧波電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，還會(huì)對(duì)鄰近電訊線路的正常通訊產(chǎn)生有害的干 擾。

目前生產(chǎn)中采用削弱齒諧波的方法有以下幾種：

(1)采用磁性槽鍥或半閉口槽，以減小由于槽開(kāi)口而引起的氣隙磁導(dǎo)變化。 半閉口槽一般用于小型電機(jī)，磁性槽鍥一般用在中型電機(jī)中。

(2)采用分?jǐn)?shù)槽繞組。這是一種很有效地削弱齒諧波的方法，在水輪發(fā)電機(jī) 和低速同步電機(jī)中得到了廣泛地應(yīng)用。

(3)采用斜槽削弱齒諧波

采用斜槽后，相當(dāng)于槽中同一根導(dǎo)體的各個(gè)小段分布在磁場(chǎng)中的不同位 置，起到相當(dāng)于分布繞組的作用，使繞組系數(shù)減小，從而減小感應(yīng)電勢(shì)或電流 產(chǎn)生的磁勢(shì)。斜槽能有效地削弱齒諧波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的諧波電動(dòng)勢(shì)，從而削弱由 這些諧波磁場(chǎng)引起的附加轉(zhuǎn)矩，改善起動(dòng)性能，并降低電磁噪聲。

斜槽分為轉(zhuǎn)子槽斜槽結(jié)構(gòu)和定子槽斜槽結(jié)構(gòu)，二者的效果是相同，一般從 交流電機(jī)的設(shè)計(jì)要求和工藝方面考慮進(jìn)行選取。轉(zhuǎn)子或者定子斜槽后雖然也會(huì) 使轉(zhuǎn)子感應(yīng)基波電動(dòng)勢(shì)減少，但一般選擇的斜槽度相對(duì)于極距來(lái)說(shuō)小得多，因 而對(duì)電機(jī)基本性能影響很小。

轉(zhuǎn)子或者定子斜槽的程度，是以轉(zhuǎn)子或者定子的斜槽距來(lái)體現(xiàn)的。根據(jù)電 機(jī)的設(shè)計(jì)要求，一般定子和轉(zhuǎn)子一階齒諧波的最大幅值不應(yīng)超過(guò)基波幅值的5 ％，現(xiàn)有技術(shù)中，如何選擇斜槽距使得電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子一階齒諧波都滿足要求， 基本需要靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。

通常，在定子一階齒諧波較大，主要為了削弱轉(zhuǎn)子一階齒諧波時(shí)，可采用 轉(zhuǎn)子或者定子的斜槽距為一個(gè)定子齒距；在轉(zhuǎn)子一階齒諧波較大，主要為了削 弱定子一階齒諧波時(shí)，則可采用斜槽距為一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。在斜槽距設(shè)置為一個(gè) 定子齒距或者一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距均不能滿足電機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)一階齒諧波最大幅值要求 時(shí)，則完全需要靠經(jīng)驗(yàn)或者多次的重復(fù)試驗(yàn)獲得，使得電機(jī)設(shè)計(jì)變得非常復(fù)雜。

由此可見(jiàn)，對(duì)于參數(shù)確定的交流電機(jī)，如果選擇轉(zhuǎn)子或者定子斜槽距來(lái)削 弱定子和轉(zhuǎn)子的一階齒諧波，獲得具有符合電機(jī)設(shè)計(jì)要求的交流電機(jī)是一個(gè)迫 切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)轉(zhuǎn)子或者定子斜槽方式削弱交流電 機(jī)一階齒諧波時(shí)，轉(zhuǎn)子或者定子斜槽距的選擇只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取的不足， 提供一種具有較低一階齒諧波的交流電機(jī)及削弱交流電機(jī)一階齒斜波的方法。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種交流電機(jī)，轉(zhuǎn)子或者定子之一采用斜槽結(jié)構(gòu)，其特征在于：轉(zhuǎn)子或定 子的斜槽距通過(guò)定子槽口寬度與轉(zhuǎn)子槽口寬度的比值確定。

本發(fā)明中，當(dāng)定子槽口寬度與轉(zhuǎn)子槽口寬度的比值1＜＝k＜＝3.4時(shí)，轉(zhuǎn)子或 定子的斜槽距采用一個(gè)定子齒距和一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距的平均值。

當(dāng)定子槽口寬度與轉(zhuǎn)子槽口寬度的比值k＞3.4時(shí)，轉(zhuǎn)子或定子的斜槽距采 用一個(gè)定子齒距。

當(dāng)定子槽口寬度與轉(zhuǎn)子槽口寬度的比值k＜1時(shí)，轉(zhuǎn)子或定子的斜槽距采用 一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。