外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)的定子線圈計(jì)算

王曉慧 邵平安 李廣 豐帆 梁雙全

引言：本文通過(guò)對(duì)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)的定子線圈進(jìn)行計(jì)算，對(duì)定子線圈的二維模型、三維模型繪制，以對(duì)該計(jì)算方法進(jìn)行準(zhǔn)確分析驗(yàn)證。

前言

外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)，顧名思義其轉(zhuǎn)子在定子的外側(cè)，即槽口在定子鐵心外圓側(cè)，所以外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)定子嵌線應(yīng)在定子鐵心外側(cè)進(jìn)行。本文主要介紹外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)定子線圈的計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算參數(shù)對(duì)其進(jìn)行二維、三維模型繪制，且通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證該計(jì)算方法準(zhǔn)確、清晰。

一、定子線圈計(jì)算

1、線圈計(jì)算首先要確定計(jì)算時(shí)所需要的數(shù)據(jù)。所需參數(shù)為：電壓（ ）、極數(shù)（ ）、相數(shù)（m1）、定子外徑（ ）、定子槽數(shù)（ ）、鐵心長(zhǎng)（ ）、節(jié)距（ ）、每槽導(dǎo)體數(shù)（ ）

2、根據(jù)絕緣規(guī)范及導(dǎo)線排列方法，進(jìn)行槽尺寸校核。

3、根據(jù)以上兩步的數(shù)據(jù)對(duì)線圈尺寸進(jìn)行計(jì)算。

本節(jié)主要介紹線圈尺寸的計(jì)算方法，主要步驟如下：

（1）

—線圈的兩邊在定子圓周上所跨的角度。

（2）

式中，Ws為端部絕緣后寬度，對(duì)半開口槽為（同槽的兩個(gè)線圈端部絕緣后寬度的和）+0.5mm。

Xi為相鄰兩線圈斜邊間隙。

（3）設(shè) 為上層線圈斜邊部分所張角度。

線圈斜邊部分延長(zhǎng)到彎曲部分中點(diǎn)的平均長(zhǎng)度：

二、模型繪制及生產(chǎn)驗(yàn)證

本文以MW級(jí)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)算例，采用上述公式進(jìn)行定子線圈計(jì)算，并用該計(jì)算參數(shù)繪制定子線圈二維模型、NX三維模型。樣機(jī)基本參數(shù)見表1。

1、根據(jù)計(jì)算參數(shù)繪制出的二維模型各向視圖如圖2、圖3、圖4所示。

圖2

圖3

圖4 非引線端視圖

2、三維模型繪制

將計(jì)算參數(shù)采用NX三維軟件進(jìn)行定子線圈三維模型繪制，如圖5、圖6。

圖5

圖6

3、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)，該線圈嵌線容易，嵌完后線圈端部尺寸、線圈斜邊間隙尺寸等參數(shù)均能很好的滿足電機(jī)要求，該電機(jī)定子線圈嵌線效果如圖7所示。

圖7

結(jié)論

本文以MW級(jí)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)為算例，對(duì)其定子線圈進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析，并采用計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定子線圈二維模型、NX三維模型的繪制。最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)，驗(yàn)證了該計(jì)算方法準(zhǔn)確、清晰，對(duì)同類結(jié)構(gòu)定子線圈計(jì)算起到參考作用。

參考文獻(xiàn)

[1]朱福倫，薛國(guó)苓.三相異步電動(dòng)機(jī)硬繞組定子線圈尺寸的計(jì)算方法.電機(jī)技術(shù).1990年03期.

[2]陳世坤.電機(jī)設(shè)計(jì)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[3]白金山.定子成型線圈設(shè)計(jì)包.重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文.

（作者單位：南車株洲電機(jī)有限公司）