高速旋转的永磁同步发电机的励磁极数少,极距τ较大,每极每相槽数q较多,电枢绕组采用双层短距叠绕组的布置方式。考虑到大电流密度时可能导致的导体济流效应及散热问题,选取条式导体。
1.电枢绕组
(1)额定相电流
(2)绕组截面积
AC′u=IN/J′=5×10-6 m2
应用两根截面积都为2.5×10-6 m2条形导体并绕的方式,条形导体截面长lCu=2.2×10-3 m,宽bCu=1.14×10-3 m。
实际绕组截面积为
ACu=2lCubCu=5.02×10-6 m2
(3)定子槽数
Z=2pqm=18
式中,q为每极每相槽数,取q=3。
(4)每槽导体数NS=2。
(5)每元件匝数WS=NS/2=1。
(6)每相串联匝数W=ZWS/ma=6。式中,a为并联支路数,取a=1。
(7)绕组系数
1)槽距角
2)绕组极距τ、节距y。节距比β可选择在0.8~0.833,但在两极电机中,不可能采用最有利的β值,可取β≈0.5。
y=0.5τ=4.5(槽距)节距y取大的整数,y=5槽距
3)短距因数其中β=y/mq=0.56
4)分布因数
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5)绕组因数Kdp1=KdKp=0.7352
(8)绕组展开图 图4-28所示为电枢绕组A相展开图。每匝绕组采用两根条式导体,无需在导体端部折向,且不会在导体间产生环流。
2.定子结构
(1)定子铁心长度LS=L。
(2)槽形设计 采用如图4-29所示的定子槽形(矩形开口槽)。在槽宽bs1的选择上考虑了两个因素:①齿部最大磁感应强度的允许值;②发电机空载时定子齿在转子表面上产生的附加损耗。
1)电枢槽所需面积Sn=NSACu/KS=20.08×10-6 m2式中,KS为槽满率,取KS=0.4。
2)槽形尺寸
齿距t1=πDi1/Z=17.92×10-3 m
槽口宽bS1=5.2×10-3 m
槽深hS1=9×10-3 m
槽口深h01=1×10-3 m。
(3)定子齿宽bS1(m)
bt1=t1bS1=12.72×10-3 m
图4-28 电枢绕组A相展开图
图4-29 定子槽形
(4)定子轭高度haS(m)
式中,KFe为铁心叠压系数,取KFe=0.98;BaS为定子轭部磁感应强度,取BaS=1.7T。
(5)定子外径D1(m)
D1=Di1+2(hS1+haS)=182.7×10-3 m
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