[發明專利]一種電機定子同槽上下層線圈間距的計算方法

有效

• 申請號: 201911050489.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110889195B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 王立軍;張燕;張益中;應鶴天;朱慧盈
• 申請（專利權）人: 上海電氣電站設備有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;柏子雵

本發明公開了一種電機定子同槽上下層線圈間距的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：依據輸入電機定子參數中的上層線圈主絕緣厚度、下層線圈主絕緣厚度、上下層線圈低阻結束到下層線圈直線結束之間的距離、防暈層厚度、防暈層長度以及層間間距范圍建立同槽異相上下層線圈低阻結束外區域的幾何模型；輸入材料參數；設定相對應的邊界條件；計算端部電場分布；結果分析。本發明通過電場數值計算和試驗結果的結合，使設計人員能夠在電機設計時就能準確確定最小同槽上下層線圈間距，從而對電機設計有著很好的指導意義；另外，本發明建模過程參數化，易于使用便于修改，可重復調用。

技術領域

本發明涉及一種電機定子同槽上下層線圈間距的計算方法，可用于電機定子槽內結構設計研究中，屬于電機部件槽內結構及防電暈的計算方法技術領域。

背景技術

對于低阻在定子線圈直線部分結束的電機，特別是額定電壓較高的電機(6.3kV及以上)，如何確定同槽上下層線圈之間的間距是一個非常重要的設計問題。過大的間距會導致電機定子體積不必要的增大，增加成本；過小的間距會導致電機整機起暈不符合國標要求。因此如何選擇一個合適的間距需要尋找一個強有力的理論依據。

發明內容

本發明的目的是：提供一種確定電機定子同槽上下層線圈之間間距的方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種電機定子同槽上下層線圈間距的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、依據輸入電機定子參數中的上層線圈主絕緣厚度、下層線圈主絕緣厚度、上下層線圈低阻結束到下層線圈直線結束之間的距離、防暈層厚度、防暈層長度以及層間間距范圍建立同槽異相上下層線圈低阻結束外區域的幾何模型；

步驟2、按照步驟1建立的幾何模型所涉及的部件輸入材料參數；

步驟3、根據工況，設定相對應的邊界條件；

步驟4、參數化掃描計算端部電場分布：

在步驟1輸入的層間間距范圍內以設定步長計算幾何模型在不同層間間距的條件下所對應的電機端部電場分布，保存計算得到的最大氣隙電場結果；

步驟5、結果分析：

將步驟4獲得的最大氣隙電場結果與事先試驗獲得的空氣起暈臨界場強作比較，若最大氣隙電場結果比空氣起暈臨界場強小且接近空氣起暈臨界場強，則最大氣隙電場結果所對應的具體層間間距為當前電機所能選取的最小同槽上下層線圈間距，否則重新設定層間間距范圍返回步驟1，建立新的幾何模型。

優選地，步驟2中，幾何模型中端部防暈層的材料參數包括電導率，該電導率通過試驗獲得并擬合成非線性方程。

本發明具有如下特點：

1)端部幾何建模中聚焦于低阻結束到線圈直線距離、絕緣厚度、端部防暈層的長度和厚度共4個幾何參數對于層間間距的影響，而忽略了其他與上下層間距不太重要的幾何參數，簡化了計算流程，提高了計算效率。

2)端部防暈材料的非線性參數通過試驗獲得并引入到計算中，使間距設計考慮到了端部防暈材料非線性性能的影響。

3)電場計算中考慮了端部防暈層電位隨位置變化的影響。

4)間距的尺寸通過數值計算結果與試驗結果的比較確定。

綜上所述，本發明具有如下優點：

本發明通過電場數值計算和試驗結果的結合，使設計人員能夠在電機設計時就能準確確定最小同槽上下層線圈間距，從而對電機設計有著很好的指導意義；另外，本發明建模過程參數化，易于使用便于修改，可重復調用。

附圖說明