凸极同步电机的磁极极靴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102055258A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102055258A(43)申请公布日2011.05.11(21)申请号201010610732.4(22)申请日2010.12.29(71)申请人哈尔滨电机厂有限责任公司地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区三大动力路99号(72)发明人李金香栾庆伟胡刚李桂芬孙玉田刘平安(51)Int.Cl.H02K1/24(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称凸极同步电机的磁极极靴(57)摘要本发明涉及一种凸极同步电机的磁极极靴形状，磁极是由鸽尾、极身和极靴以及阻尼绕组和励磁绕组组成。本发明的优点：通过改变极靴形状，减少漏磁和气隙磁动势，减小励磁电流、提高励磁效率，降低励磁绕组温升；改善气隙磁密波形和空载电压波形，提高电能质量的目的，并提高电机效率。本发明适用于凸极同步电机，尤其适合大型水轮发电机领域。CN10258ACCNN110205525802055265A权利要求书1/1页1.一种凸极同步电机的磁极极靴，其特征是：磁极由鸽尾(1)、励磁绕组(2)、极身(3)和极靴(4)以及阻尼绕组(5)组成，磁极极靴表面的形状是线段AB连接线段BC再连接圆弧CD，圆弧CD连接线段DE再连接线段EF五段构成，所述极靴形状线段BC和AB的夹角为钝角，圆弧CD的弦长为极靴宽度的0.9倍左右，线段AB和EF的长度为10mm-20mm，且线段DE和EF的夹角等于线段BC和AB的夹角，圆弧CD的半径根据最大气隙与最小气隙比为1.35∶1确定，圆弧CD半径R的确定公式：其中：Di——定子内径(cm)；δmax——最大气隙长度(cm)；δmin——最小气隙长度(cm)；bp——圆弧CD的弦长(cm)。2CCNN110205525802055265A说明书1/2页凸极同步电机的磁极极靴技术领域[0001]本发明涉及一种凸极同步电机的磁极极靴。背景技术[0002]如图1所示，现有磁极极靴形状BE为一段圆弧，AB和EF与极身平行。电机主要由定子和转子两大部件组成。凸极同步电机的转子主要由转轴、支架、磁轭、磁极、阻尼绕组和励磁绕组组成。阻尼绕组安装在极靴上，励磁绕组安装在磁极极身上。转子磁极通过磁轭与支架部分相连并与转轴一同构成转子。转子的主要作用是为电机提供恒定的磁通，在旋转的过程中使定子绕组产生电能。磁极极靴形状的改变，可以减少漏磁和气隙磁动势，减小励磁电流、提高电机效率，降低励磁绕组温升；改善气隙磁密波形和空载电压波形，提高电能质量。[0003]目前，凸极电机的磁极极靴普遍采用不均匀气隙一段弧结构，最大气隙与最小气隙比为1.5∶1；还有少数采用均匀气隙三段弧或五段弧结构(本报告中未给出此种极靴结构的示意图)。前者虽然气隙磁密波形正弦度较好，气隙总面积较大且漏磁大，需要的励磁电流大、电机效率低；后者虽可以减少励磁电流，但气隙磁密波形的正弦性较差。[0004]发明内容本发明的目的是公开一种凸极同步电机的磁极极靴形状，所涉及的部位为凸极电机转子磁极的极靴，通过改变极靴形状，减少漏磁和气隙磁动势，减小励磁电流，降低励磁绕组温升；改善气隙磁密波形和空载电压波形，提高电能质量的目的，并提高电机效率。本发明的技术方案为：一种凸极同步电机的磁极极靴，磁极由鸽尾、励磁绕组、极身和极靴以及阻尼绕组组成，磁极极靴表面的形状是线段AB连接线段BC再连接圆弧CD，圆弧CD连接线段DE再连接线段EF五段构成，所述极靴形状线段BC和AB的夹角为钝角，圆弧CD的弦长为极靴宽度的0.9倍左右，线段AB和EF的长度为10mm-20mm，且线段DE和EF的夹角等于线段BC和AB的夹角，圆弧CD的半径根据最大气隙与最小气隙比为1.35∶1确定，圆弧CD半径R的确定公式：[0005][0006]其中：Di——定子内径(cm)；[0007]δmax——最大气隙长度(cm)；[0008]δmin——最小气隙长度(cm)；[0009]bp——圆弧CD的弦长(cm)。[0010]本发明适用于凸极同步电机，尤其适合大型水轮发电机领域。本发明的极靴形状，不仅可以使气隙磁密波形的正弦性好，电压波形畸变率小，提高电能质量，还可以减少用电设备的损耗及对通讯的干扰；且由于气隙总面积以及磁极漏磁减少等，可以使电机的励磁电流减小，从而减少励磁绕组损耗，降低励磁绕组温升，进一步地提高电机的效率。电机本身损耗的减少和电能质量的提高是高性能电机的重要指标。3CCNN110205525802055265A说明书2/2页[0011]凸极同步电机的转子磁极上有励磁绕组，其中通有直流电流，产生励磁磁场，在转子旋转的过程中，定子绕组切割该磁场，从而在定子绕组中感应电压，完成机械能向电能的转化。励磁磁场在气隙中的分