專利名稱：凸極同步電機(jī)的磁極極靴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴。
背景技術(shù)：
如圖1所示，現(xiàn)有磁極極靴形狀BE為一段圓弧，AB和EF與極身平行。電機(jī)主要 由定子和轉(zhuǎn)子兩大部件組成。凸極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)軸、支架、磁軛、磁極、阻尼繞組 和勵(lì)磁繞組組成。阻尼繞組安裝在極靴上，勵(lì)磁繞組安裝在磁極極身上。轉(zhuǎn)子磁極通過磁 軛與支架部分相連并與轉(zhuǎn)軸一同構(gòu)成轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的主要作用是為電機(jī)提供恒定的磁通，在 旋轉(zhuǎn)的過程中使定子繞組產(chǎn)生電能。磁極極靴形狀的改變，可以減少漏磁和氣隙磁動(dòng)勢，減 小勵(lì)磁電流、提高電機(jī)效率，降低勵(lì)磁繞組溫升；改善氣隙磁密波形和空載電壓波形，提高 電能質(zhì)量。目前，凸極電機(jī)的磁極極靴普遍采用不均勻氣隙一段弧結(jié)構(gòu)，最大氣隙與最小氣 隙比為1.5 1 ；還有少數(shù)采用均勻氣隙三段弧或五段弧結(jié)構(gòu)(本報(bào)告中未給出此種極靴 結(jié)構(gòu)的示意圖)。前者雖然氣隙磁密波形正弦度較好，氣隙總面積較大且漏磁大，需要的勵(lì) 磁電流大、電機(jī)效率低；后者雖可以減少勵(lì)磁電流，但氣隙磁密波形的正弦性較差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是公開一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴形狀，所涉及的部位 為凸極電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極的極靴，通過改變極靴形狀，減少漏磁和氣隙磁動(dòng)勢，減小勵(lì)磁電流， 降低勵(lì)磁繞組溫升；改善氣隙磁密波形和空載電壓波形，提高電能質(zhì)量的目的，并提高電機(jī) 效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴，磁極由鴿尾、勵(lì)磁繞組、極身和 極靴以及阻尼繞組組成，磁極極靴表面的形狀是線段AB連接線段BC再連接圓弧CD，圓弧 ⑶連接線段DE再連接線段EF五段構(gòu)成，所述極靴形狀線段BC和AB的夾角為鈍角，圓弧 ⑶的弦長為極靴寬度的0. 9倍左右，線段AB和EF的長度為10mm-20mm，且線段DE和EF的 夾角等于線段BC和AB的夾角，圓弧CD的半徑根據(jù)最大氣隙與最小氣隙比為1.35 1確 定，圓弧CD半徑R的確定公式2 + 8A (^maxK其中=Di——定子內(nèi)徑(cm)；δ_—最大氣隙長度(cm)；5min—最小氣隙長度(cm)；bp——圓弧CD的弦長(cm)。本發(fā)明適用于凸極同步電機(jī)，尤其適合大型水輪發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明的極靴形狀， 不僅可以使氣隙磁密波形的正弦性好，電壓波形畸變率小，提高電能質(zhì)量，還可以減少用電 設(shè)備的損耗及對(duì)通訊的干擾；且由于氣隙總面積以及磁極漏磁減少等，可以使電機(jī)的勵(lì)磁 電流減小，從而減少勵(lì)磁繞組損耗，降低勵(lì)磁繞組溫升，進(jìn)一步地提高電機(jī)的效率。電機(jī)本 身損耗的減少和電能質(zhì)量的提高是高性能電機(jī)的重要指標(biāo)。
凸極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極上有勵(lì)磁繞組，其中通有直流電流，產(chǎn)生勵(lì)磁磁場，在轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)的過程中，定子繞組切割該磁場，從而在定子繞組中感應(yīng)電壓，完成機(jī)械能向電能的 轉(zhuǎn)化。勵(lì)磁磁場在氣隙中的分布情況與磁極的極靴形狀密切相關(guān)。本發(fā)明正是通過改變極 靴的形狀，使氣隙磁密波形正弦度提高，減少氣隙總面積和磁極漏磁，使勵(lì)磁電流減少，降 低損耗，實(shí)現(xiàn)提高電機(jī)效率和電能質(zhì)量的目標(biāo)。采用本發(fā)明極靴形狀的磁極，可以使勵(lì)磁電流減少3. 5%左右，氣隙磁密波形正 弦度得到很大改善，使高次諧波在定轉(zhuǎn)子鐵心上的損耗減少，因此可以使電機(jī)效率提高 0. 1%，對(duì)于像三峽這樣的超大容量的水輪發(fā)電機(jī)，這個(gè)經(jīng)濟(jì)效益非常巨大。另外，氣隙磁密 波形正弦性的改善，還可以改善電壓波形，使電壓波形畸變率小于0. 85%，電話諧波因數(shù)小 于0.8%，大大提高電能質(zhì)量。本發(fā)明的磁極極靴為不均勻氣隙一段弧及兩側(cè)削角結(jié)構(gòu)，最大氣隙與最小氣隙比 為1.35 1，這種極靴結(jié)構(gòu)綜合了上述兩種極靴結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，既減少了勵(lì)磁電流又保證了 氣隙磁密波形的正弦性，尤其適合大型發(fā)電設(shè)備。


圖1現(xiàn)有磁極極靴形狀圖2本發(fā)明磁極極靴形狀
具體實(shí)施例方式如圖2所示一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴，磁極由鴿尾1、勵(lì)磁繞組2、極身3和極 靴4以及阻尼繞組5組成，磁極極靴表面的形狀是線段AB連接線段BC再連接圓弧CD，圓弧 ⑶連接線段DE再連接線段EF五段構(gòu)成，所述極靴形狀線段BC和AB的夾角為鈍角，圓弧 ⑶的弦長為極靴寬度的0. 9倍左右，線段AB和EF的長度為10mm-20mm，且線段DE和EF的 夾角等于線段BC和AB的夾角，圓弧CD的半徑根據(jù)最大氣隙與最小氣隙比為1.35 1確 定。
權(quán)利要求
1. 一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴，其特征是磁極由鴿尾(1)、勵(lì)磁繞組O)、極身(3) 和極靴以及阻尼繞組( 組成，磁極極靴表面的形狀是線段AB連接線段BC再連接圓 ?、?，圓弧⑶連接線段DE再連接線段EF五段構(gòu)成，所述極靴形狀線段BC和AB的夾角為 鈍角，圓弧⑶的弦長為極靴寬度的0. 9倍左右，線段AB和EF的長度為10mm-20mm，且線段 DE和EF的夾角等于線段BC和AB的夾角，圓弧CD的半徑根據(jù)最大氣隙與最小氣隙比為 1.35 1確定，圓?、前霃絉的確定公式 其中=Di—定子內(nèi)徑(cm)； δω3Χ——最大氣隙長度(cm)； Smin——最小氣隙長度(cm)； bp——圓弧CD的弦長(cm)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凸極同步電機(jī)的磁極極靴形狀，磁極是由鴿尾、極身和極靴以及阻尼繞組和勵(lì)磁繞組組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過改變極靴形狀，減少漏磁和氣隙磁動(dòng)勢，減小勵(lì)磁電流、提高勵(lì)磁效率，降低勵(lì)磁繞組溫升；改善氣隙磁密波形和空載電壓波形，提高電能質(zhì)量的目的，并提高電機(jī)效率。本發(fā)明適用于凸極同步電機(jī)，尤其適合大型水輪發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K1/24GK102055258SQ20101061073
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉平安, 孫玉田, 李桂芬, 李金香, 欒慶偉, 胡剛 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司