理论教育 电枢绕组与定子结构优化设计

电枢绕组与定子结构优化设计

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。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=0.564)分布因数5)绕组因数Kdp1=KdKp=0.7352绕组展开图 图4-28所示为电枢绕组A相展开图。定子齿宽bS1bt1=t1bS1=12.72×10-3 m图4-28 电枢绕组A相展开图图4-29 定子槽形定子轭高度haS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。

电枢绕组与定子结构优化设计

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

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(2)绕组截面积

ACuIN/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WSNS/2=1。

(6)每相串联匝数WZWS/ma=6。式中,a为并联支路数,取a=1。

(7)绕组系数

1)槽距角978-7-111-39431-0-Chapter04-41.jpg

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。

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y=0.5τ=4.5(槽距)节距y取大的整数,y=5槽距

3)短距因数978-7-111-39431-0-Chapter04-43.jpg其中βy/mq=0.56

4)分布因数

978-7-111-39431-0-Chapter04-44.jpg(www.daowen.com)

5)绕组因数Kdp1KdKp=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LSL

(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SnNSACu/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)

bt1t1bS1=12.72×10-3 m

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图4-28 电枢绕组A相展开图

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图4-29 定子槽形

(4)定子轭高度haS(m)

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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)

D1Di1+2(hS1haS)=182.7×10-3 m

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