一種新型交流發(fā)電機定子線棒的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交流發(fā)電機設計與制造技術領域，具體涉及一種適用于交流發(fā)電機的新型定子線棒。
【背景技術】
[0002]交流發(fā)電機的定子繞組一般由多根股線并繞而成條形線棒。由于每根股線處在槽部和端部復雜的交變磁場中，因此通過線棒的電流除了負載電流外還有兩種附加電流，分別是存在于每一根股線中的渦流和任意兩根股線所構成的回路之間的環(huán)流。渦流的產生使股線內部各點電流密度分布不均勻，導致附加銅耗增加，但是若采用厚度較薄的扁銅線可以基本解決渦流問題。而環(huán)流是由于各并聯(lián)股線的電勢不均等所引起的，因為各并聯(lián)股線處于槽部和端部不同的位置，導致股線交鏈的漏磁場不同，即產生的漏感電勢也不同，故在各股線回路中形成了電勢差而引起環(huán)流。這種環(huán)流增加了定子的附加損耗，造成各股線溫升不同，容易導致股線出現(xiàn)局部過熱點，降低了交流電機的效率，對交流電機的安全運行造成極大影響。
[0003]為了減少環(huán)流所引起的損耗，通常在定子線棒的設計和制造中采用股線換位技術。交流發(fā)電機采用的傳統(tǒng)換位方法主要有360°全換位、0° /360° /0°加空換位段換位、不足360°換位、0° /360° /0°延長換位、0° /540° /0°換位等股線換位方法，這些換位方法廣泛應用于大型交流發(fā)電機的設計制造中，在抑制環(huán)流方面取得良好的效果，并且股線換位技術也在不斷地發(fā)展中。
[0004]在現(xiàn)有的換位技術中，股線在線棒槽部進行傳統(tǒng)的換位，在線棒端部是通過并頭套使同根線棒的所有股線并聯(lián)短接，因此環(huán)流只存在于同根線棒中。但是當負載電流變化時，環(huán)流損耗增加明顯。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提出了一種新的解決方案。
【發(fā)明內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是:如何設計一種新型交流發(fā)電機定子線棒，從而在負載電流變化時，能夠使環(huán)流及環(huán)流損耗能大幅度減小，保障電機的安全運行，達到節(jié)能減排的目的。
[0007]為達到上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術方案為:提供一種新型交流發(fā)電機定子線棒，其特征在于:所述定子線棒在槽部可進行傳統(tǒng)的各種換位方式，在端部無需用并頭套將股線進行并聯(lián)短接，而是根據節(jié)距對不同線棒的每根股線一一對應連接。
[0008]按照本實用新型所提供的新型交流發(fā)電機定子線棒，其特征在于:所述定子線棒的股線在連接處可用與股線截面積相等的銅片連接，并設置用于加強絕緣保護的玻璃絲帶墊片，每根股線預先按要求包有絕緣漆。
[0009]綜上所述，本實用新型所提供的交流發(fā)電機定子線棒具有如下優(yōu)點:1、當負載電流變化時，線棒環(huán)流及環(huán)流損耗明顯減?。?、線棒端部的股線是一一對應連接，適用于360°全換位、不足360°換位、空換位以及延長換位等傳統(tǒng)換位方式；3、隨著技術的日益發(fā)展，線棒的制作工藝不難實現(xiàn)，由于采用該線棒能大幅減小環(huán)流損耗，因此具有較大的使用意義。
【附圖說明】
[0010]圖1是槽部股線換位的立體圖；
[0011]圖2是槽部股線的換位彎；
[0012]圖3是端部股線連接的立體圖；
[0013]圖4是圖3中M-M，的正視圖(取6根股線)；
[0014]圖5是股線連接處設置有玻璃絲墊片；
[0015]圖6是下層線棒股線對應編號圖；
[0016]圖7是上層線棒股線對應編號圖。
[0017]在所有的示意圖中，該線棒包含偶數根股線，但該線棒在端部的連接結構適用于任意根股線、任何換位方式的定子線棒。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0019]如圖1所示，槽部股線換位如下:
[0020](I)股線橫向排列為若干排，本發(fā)明以兩排股線為例，每層線棒包含18根股線；
[0021](2)左排股線和右排股線分別以不同角度沿股線行進方向延伸，左排股線的行進方向為沿槽口方向(20)向上傾斜，右排股線的行進方向為沿槽底方向(22)向下傾斜；
[0022](3)左排頂端的第一根股線(10)沿行進方向經過第一個換位彎(21a)換位到右排頂端第一根股線(9)上方，傾斜角度改變，直至與右排股線行進方向一致；
[0023](4)左排第二根股線(11)沿行進方向經過換位彎(21b)換位到步驟(3)中從左排換位到右排的股線上方，傾斜角度改變，直至與右排股線行進方向一致；
[0024](5)重復步驟(3) - (4)，直至左排股線全部換位完成；
[0025](6)右排股線與左排股線的換位方式一致，而方向不同，直至右排股線全部換位完成。
[0026]如圖3所示，端部股線連接步驟如下:
[0027](I)按照特定的排列順序對不同線棒端部的每根股線進行編號；
[0028](2)根據繞組節(jié)距選擇不同線棒內的股線進行連接，上層線棒(24)的股線在其中一端部沿槽底方向(22)扭轉，下層線棒(23)的股線沿槽口方向(20)扭轉；
[0029](3)將上、下層線棒股線在不同節(jié)點進行扭轉，使線棒內的股線形成一一對應關系;
[0030](4)按照“首尾對應”原則，將對齊后的股線進行相向延伸，并在股線連接處用與股線截面積相等的銅片將對應的股線進行連接；
[0031](5)將上層線棒(24)、下層線棒(23)在另一端部的股線執(zhí)行步驟(3) — (4);
[0032](6)剩余線棒執(zhí)行步驟(2) - (4)，直至端部股線的連接工作完成。
[0033]圖4是圖3中局部放大示意圖(只取6根股線)，圖6和圖7分別是下層、上層線棒股線對應的編號圖。取下層線棒23中編號為6的股線和上層線棒24中編號為的股線為例，說明端部股線的具體連接步驟。股線6在A點進行扭轉，股線在C點進行扭轉，兩者扭轉角度關于軸線對稱。股線6沿直線方向延伸并在B點進行扭轉，同理，股線沿直線方向延伸并在D點進行扭轉，兩者扭轉角度關于軸線對稱。最后，兩股線相向延伸并在E點用同等截面積的銅片進行連接，并在股線連接處設置玻璃絲墊片，用于加強絕緣保護。
[0034]以一臺180麗水輪發(fā)電機為例，定子線棒槽部采用不足換位方式，利用三維有限元法對定子線棒的股線環(huán)流損耗進行計算。結果顯示，在額定負載情況下，采用傳統(tǒng)換位定子線棒和新型定子線棒的每根線棒環(huán)流損耗的計算結果分別為324.28W和58.32W，隨著負載電流的變化，前者的線棒環(huán)流損耗變化幅度較大，而后者的線棒環(huán)流損耗的變化幅度較小，因此在不同的負載電流情況下，采用新型定子線棒能有效減小線棒環(huán)流損耗。
[0035]采用本新型所提供的新型交流發(fā)電機定子線棒適用于傳統(tǒng)股線排列的各種換位方法，可以兼顧各種換位方法的優(yōu)點，能夠有效抑制定子線棒中的環(huán)流，減小股線中的環(huán)流損耗。隨著技術的日益發(fā)展，線棒制作工藝不難實現(xiàn)，采用該定子線棒能大幅減小環(huán)流損耗，對交流發(fā)電機的節(jié)能設計提供了一定程度上的參考價值，具有較大的使用意義。
[0036]本實用新型對由附圖所示實施例的【具體實施方式】做了進一步詳細說明，但不應理解為本實用新型的保護范圍僅限于所描述的實例。
【主權項】
1.一種新型交流發(fā)電機定子線棒，其特征在于:所述定子線棒在槽部可進行傳統(tǒng)的各種換位方式，在端部無需用并頭套將股線進行并聯(lián)短接，而是根據節(jié)距對不同線棒的每根股線一一對應連接。2.根據權利要求1所述的定子線棒，其主要特征在于:所述定子線棒的股線在連接處可用與股線截面積相等的銅片連接，并設置用于加強絕緣保護的玻璃絲帶墊片，每根股線預先按要求包有絕緣漆。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型交流發(fā)電機定子線棒，其特征在于：所述定子線棒在槽部可進行傳統(tǒng)的各種換位方式，在端部無需用并頭套將股線進行并聯(lián)短接，而是根據節(jié)距對不同線棒的每根股線一一對應連接；所述定子線棒的股線在連接處可用與股線截面積相等的銅片連接，并設置用于加強絕緣保護的玻璃絲帶墊片，每根股線預先按要求包有絕緣漆。該新型定子線棒適用于傳統(tǒng)股線的各種換位方式，且股線間的環(huán)流相較于傳統(tǒng)換位方案大幅減小，在不同負載電流情況下能有效減小環(huán)流損耗。
【IPC分類】H02K3/28, H02K3/04
【公開號】CN204721128
【申請?zhí)枴緾N201520331981
【發(fā)明人】梁艷萍, 陳元琦
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月22日