一种兆瓦级高压感应电机新型定子结构

1.本发明涉及电机技术领域，具体是一种新型兆瓦级高压感应电机定子结构。


背景技术：

2.异步电机因结构简单、价格低廉、工作可靠等优点，获得广泛的青睐，而在异步电机中，高压异步电机有着广泛的应用前景，这是因为高压异步电机起动转矩大、运行安全稳定、过载能力强、制造工艺简单、噪声小、维修方便、以及性价比高，且可以将功率做得很大，最大可达到几千甚至几万千瓦。但是兆瓦极高压异步电机随着功率的升高，其功率密度的也将大幅度提高，这也使电机的损耗密度增大，发热也同时增加，对电机的冷却产生不利影响。尤其在高压、高功率密度的电机中，定子导体由较厚的槽绝缘、以及层间绝缘包裹，定子绕组侧常常产生大量热量，大部分定子线圈内产生的热量需要经过绝缘层到定子铁芯至机壳外表面最终到空气中。对于大型的异步电机，因空冷系统经济效应较高，大多数采用空空冷却系统，但绝大多数的空冷系统仅仅是间接冷却，冷却效果差，很大程度上不会较好的降低电机的温升，特别是绝缘层下发热较为严重的定子绕组所产生的高温很难通过空冷将其降低，所以在空冷条件下，若电机冷却设计不合适，将使电机的温升过高，影响电机安全运行，并对运行系统产生不良的安全隐患，影响电机稳定性及电机使用的寿命。


技术实现要素：

3.本发明要解决的问题是提供一种在空冷系统下降低兆瓦级高压感应电机定子绕组侧温升的结构。
4.为达到上述目的本发明采用以下技术方案：提出了一种新型兆瓦级高压感应电机定子侧结构，采用2极60槽电机设计，电机定子槽内外均开槽的冲片结构，每个定子槽内开两个矩形分槽，在矩形分槽内嵌入铜排式绕组，绕组及分槽沿槽中心线对称分布，定子槽下方开有副槽，提供轴向通风道，定子槽口处的槽楔沿着中心处开口，为定转子气隙中空气进入定子槽内提供通路。
5.上述技术方案中，定子槽内开有两个矩形分槽，两个矩形分槽对称分布在定子槽中。
6.上述技术方案中，定子铜排绕组对称分布在定子矩形分槽中。
7.上述技术方案中，定子槽下开u型副槽作为轴向通风道。
8.上述技术方案中，每段铁芯对应的槽楔开有矩形通风孔。
9.上述技术方案中，槽楔采用磁性槽楔。
10.通过采用上述技术方案，兆瓦级高压感应电机获得良好的运行特性，定子槽内开有矩形分槽，为在槽内开有径向风路提供了可能，并将定子槽下方开槽，进一步增加电机风路面积，也提高了电机轭部的利用率，同时将定子槽口槽楔改为磁性槽楔，同时将槽楔中心处铣孔，孔型为矩形孔，改善了电机的气隙磁密及降低电磁损耗，同时为空冷系统下，流体进入定转子间气隙，从而进入定子槽内提供流通路径，最大程度降低电机绕组测温升。
附图说明
11.图1是本发明兆瓦级感应电机定子槽结构放大示意图；图2是本发明兆瓦级感应电机磁性槽楔俯视图；图3是本发明兆瓦级感应电机定子流体流隙线示意图；图4是本发明兆瓦级感应电机定子铁芯及其定子槽型示意图；图中所示：1磁性槽楔矩形口截面图；2磁性槽楔；3定子槽绝缘；4铜排式绕组；5槽内径向通风道；6定子齿中心线；7副槽；8磁性槽楔；9磁性槽楔矩形铣口；10定转子间气隙；11副槽处风路入口；12定转子间轴向风路入口；13铁芯间径向通风道；14副槽风路出口；15定转子间气隙风路出口；16定子铁芯及定子槽；
具体实施方式
12.以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，参照图1图2图3 图4所示，本发明的感应电机结构，采用2极60槽设计，电机槽内部开有两个分槽，分槽沿定子齿中心线对称分布，分槽内嵌入铜排式绕组，在槽下方开有副槽，槽口处槽楔中部铣孔，孔型为矩形，槽楔材料为导磁性能良好的磁性槽楔。
13.其中该电机铁芯为分段式铁芯，每段铁芯间留有10mm的径向通风道，冷却方式为空冷且双侧供风，在定子槽内开有两个分槽将铜排式绕组嵌入在各个分槽中，在两分槽之间存在着一条径向径向通风道，有助于将绕组侧产生的高温升，通过流体流动更好的降低。
14.其中该电机定子槽下方开有副槽，更好的提高了定子轭部的利用率，同时为电机轴向通风提供的更大的风路面积，也的增加电机背部风量，对降低电机轭部温升也有很好的效果。
15.其中该电机槽口处嵌入磁性槽楔，不仅可以改善电机电磁性能，在磁性槽楔中部开有矩形通风口，为定转子间流体流向定子槽内提供了通路，更大程度上降低电机绕组测温升。
16.以上所述是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不局限于上述说明，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种兆瓦级感应电机新型定子结构，其特征在于该电机采用2极60槽电机结构，为降低电机定子侧发热较高的定子绕组所产生的热量，以及改善电机电磁性能，将槽口槽楔改为磁性槽楔，定子槽内部分槽，下部开副槽，分槽间预留径向通风道，其中分槽宽度，及其槽内径向通风道宽度按规则排布。2.如权利要求1所述的兆瓦级高压感应电机新型定子结构，其特征在于：将定子槽内分槽，分槽数为2，且沿定子槽中心对称。3.如权利要求1所述的兆瓦级感应电机新型定子结构，其特征在于：电机采用铜排式绕组，且沿定子槽中心线对称。4.如权利要求1所述的兆瓦级高压感应电机新型的定子侧结构，其特征在于：电机定子槽下部开有u型副槽，作为轴向通风道。5.如权利要求1所述的兆瓦级高压感应电机新型定子结构，其特征在于：电机槽楔采用强度较高、导磁性能较好的磁性槽楔，磁性槽楔中部铣孔，其铣孔形状为矩形。

技术总结
本发明提出一种改变电机风路，减少电机温升的定子侧结构，属于电机结构领域，其技术方案采用2极60槽的电机设计，定转子均采用分段式铁芯，该电机设计在定子槽内开有两个分槽，槽下开有副槽，为轴向通风通风提供风路，同时也加大了定子轭部的利用率，定子绕组采用铜排式绕组，绕组分为嵌入分槽内，分槽分左右两排，且沿着中心线对称，在两排导体间留有一定径向通风道，每个段铁芯对应的槽楔上，开一个铣孔，作为空气进入定子槽内的通路，其孔形为矩形，槽楔上铣孔与定子槽内径向通风路和副槽轴向风路配合，增加了电机的风路面积，进而达到降低发热大散热难的定子绕组侧温升，从而增加电机运行稳定性，提高电机使用寿命的目的。提高电机使用寿命的目的。提高电机使用寿命的目的。


技术研发人员：戈宝军 于云龙
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/6/24