[發(fā)明專利]交流電機(jī)硬繞組線圈參數(shù)的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210002431.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN102570738A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李訓(xùn)虎;管風(fēng);吳永林
• 申請（專利權(quán)）人: 南車成都機(jī)車車輛有限公司
• 主分類號(hào): H02K15/04
• 分類號(hào): H02K15/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電機(jī)硬繞組線圈參數(shù)的確定方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)今電機(jī)設(shè)計(jì)日益要求緊湊和小體積大功率的情況下，現(xiàn)有的計(jì)算模型和方法流程基本是基于湘潭電機(jī)廠和上科所的6、7十年代的計(jì)算模型和方法，其計(jì)算流程如下：

（1）首先確定每個(gè)線圈在電機(jī)上的槽跨距，確定線圈絕緣結(jié)構(gòu)和上下層邊在槽中的位置。

（2）設(shè)定線圈端部間隙。

（3）計(jì)算上層線圈斜邊部分的張開角度。

（4）用作圖法求出斜邊平均長度、線圈高及兩邊的距離。

（5）計(jì)算斜邊部分的有效長和展開長。

（6）計(jì)算平均匝長、總長和梭型尺寸。

上述計(jì)算模型和方法已不能滿足要求，主要有以下不足：

計(jì)算是基于二維視圖和作圖計(jì)算，極其繁瑣，耗時(shí)很長，且是一種近似計(jì)算；二維視圖不能有效地反映三維空間曲線的長度變化；部分計(jì)算是基于長期的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算結(jié)果和計(jì)算人的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系；梭繞模型不能充分反映實(shí)際線圈的的尺寸關(guān)系和變形關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種交流電機(jī)硬繞組線圈參數(shù)的確定方法，完全采用實(shí)際的空間幾何模型進(jìn)行計(jì)算，杜絕了簡化模型帶來的誤差；同時(shí)考慮到線圈空間變形的要求，給出了空間變形間隙長度；數(shù)值計(jì)算中采用精度較高的算法，避免了精確解帶來的計(jì)算復(fù)雜的問題，同時(shí)也完全能滿足工程需要。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種交流電機(jī)硬繞組線圈參數(shù)的確定方法，包括如下步驟：

第一步、收集電機(jī)要求的線圈參數(shù)，包括：上層線圈起始直徑???????????????????????????????????????????????，上層線圈終止直徑，上層線圈夾角，上層線圈鼻部偏轉(zhuǎn)減少的角度，上層線圈端部中心間距L1，上層邊的張角1，上層邊鼻部彎角2；下層線圈起始直徑，下層線圈終止直徑，下層線圈夾角，下層線圈鼻部偏轉(zhuǎn)減少的角度，下層線圈端部中心間距L2，下層邊的張角3，下層邊鼻部彎角4；定子槽數(shù)Q1，上層線圈從直線段到斜邊的圓角半徑R1,?上層線圈從斜邊到鼻部的圓角半徑R2，下層線圈從直線段到斜邊的圓角半徑R3,?下層線圈從斜邊到鼻部的圓角半徑R4，鼻部中心線彎曲半徑R5，直線段長；

第二步、利用等效圓柱面螺旋線，在空間上計(jì)算上層邊斜邊的張角、展開長L3和軸向長L4；

第三步、利用等效圓柱面螺旋線，在空間上計(jì)算下層邊斜邊的張角、展開長和軸向長；

第四步、計(jì)算四處圓角的展開長，；

第五步、計(jì)算鼻部長度、總展開長和總軸向長；

　　第六步、采用梭繞模型計(jì)算梭形模型的尺寸；

第七步、將未包的線圈平放在地上，測量線鼻子到地面的高度。

在第六步所述采用梭繞模型計(jì)算梭形模型的尺寸時(shí)，梯形上底倒角的取值等于R1與二分之一未絕緣線圈徑向高度之和，以避免線圈的同一區(qū)段在梭繞和線圈成型時(shí)重復(fù)折彎，造成絕緣損壞。

在第六步所述采用梭繞模型計(jì)算梭形模型的尺寸時(shí)，對(duì)未絕緣線圈徑向高度進(jìn)行分段計(jì)算，精確求出梯形各邊及各弧的長度，使誤差累積到梯形斜邊直線段長度上。

在第六步所述采用梭繞模型計(jì)算梭形模型的尺寸時(shí)，先假設(shè)梯形下底夾角度數(shù)，利用分段計(jì)算求出梯形所有尺寸數(shù)據(jù)，計(jì)算出梯形斜邊直線段長；同時(shí)，用線圈的單匝總長減去梯形的相關(guān)長度，得到梯形斜邊直線段長；比較兩種計(jì)算法的差值，重新假設(shè)梯形下底夾角度數(shù)，直至兩種計(jì)算法的差值小于0.1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：線圈計(jì)算模型是基于新的立體空間幾何模型，采用較高精度的等效螺旋線計(jì)算，解決了原計(jì)算完成后軸向長度長，間隙設(shè)計(jì)不精確的問題；而且不用做圖、耗時(shí)很短，較好地滿足了現(xiàn)有電機(jī)的設(shè)計(jì)要求，在電機(jī)工程設(shè)計(jì)上有較好的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明方法采用線圈中心線的空間模型，將線圈模型分為直線段，上層邊斜線段、下層邊斜線段、鼻部、圓角部分分別進(jìn)行空間計(jì)算。

對(duì)斜線段的圓錐螺旋線計(jì)算，采用等效圓柱面螺旋線計(jì)算，既簡化了計(jì)算過程，也符合工程的要求。

本發(fā)明采用梭繞模型，考慮線圈變形的需求調(diào)整模型尺寸。

本發(fā)明方法詳細(xì)步驟如下：

第一步、收集電機(jī)要求的線圈參數(shù)，包括：