节能型灯泡贯流式水轮发电机转子制造技术

节能型灯泡贯流式水轮发电机转子，其转子结构包括发电机转子铁芯（1），转子中心转轴（2），转子大槽（3）和转子小槽（4），转子永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）以及隔磁磁桥（7），在转子永磁体磁钢槽（6）内安装有永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）的结构为一字形，构成转子88极的V型磁钢；永磁体磁钢（5）之间设有隔磁磁桥（7），转子大槽（3）的结构为闭口三角形槽，转子小槽（4）的结构为开口三角形槽，两者数量相同，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上。

Energy saving bulb tubular turbine generator rotor

Energy-saving bulb turbine generator rotor, the rotor structure includes a rotor core (1), the center of the rotor shaft (2), the rotor trough (3) and the rotor slot (4), (5) the rotor permanent magnet, permanent magnet slot (6) and magnetic bridge (7), the permanent magnet rotor slot (6) is arranged in the permanent magnet (5), permanent magnet slot (6) the structure of a shape, a rotor 88 pole V magnet; permanent magnet (5) magnetic bridge is arranged between the rotor (7), trough (3 the structure of a closed triangle) groove, rotor slot (4) structure for the opening of the triangular groove, both the same number, groove in the opposite direction, evenly distributed on the circumference of the rotor.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机技术中水轮发电机转子结构。
技术介绍
灯泡贯流式水轮发电机是一种单位容量投资较低、水资源相对丰富、运行成本低的高效节能电机，其中转子结构中的鼠笼条主要用于转子转动，转子中内置磁钢。对于中小型发电机带重载工况，转子鼠笼条通常会选择趋肤效应较强的深槽笼型和双笼型，使电机在刚刚转动时，由于趋肤效应，转子电阻自动增大，从而增大起动转矩，减小起动电流；在正常运行时，转子电阻自动减小到正常值，使其具有较高的效率。这样设计的电机，结构复杂、转子漏抗大，深槽笼型和双笼型占用了转子大量的空间，不利于电机的结构优化与生产加工，电机面临很大的工艺问题，增加了生产成本，在电机节材、性能优化和工作特性方面，尚存在缺陷。目前，在英国有关研究中有简短报道提出大小槽匹配设计来改善发电机性能，但无深入分析，国内文献中未见相关研究，本专利技术通过细致研究，提出的大小槽匹配设计与英国大小槽配合结构不同，在原理样机上采用上述结构效果显著。中国专利CN103840621，名称为一种大型灯泡贯流式水轮发电机凸形磁极线圈的制作方法，提出了一种绝缘可靠，制造安装简便，散热效果良好，改善转子冷却条件，有利于提高发电机功率密度的大型灯泡贯流式水轮发电机的凸形磁极线圈的制作方法的思路；中国专利CN103368301A，名称为一种大型灯泡贯流式水轮发电机转子磁轭的固定方法，提出了一种大型灯泡贯流式水轮发电机转子磁轭的固定结构，其电机的结构与本专利有明显差异，并且在上述专利也未提到大小槽匹配设计。灯泡贯流式机组低水头、大流量的特点，使机组运行工况受水头、流速、流场的影响比较敏感，由于黄河河段水情变化的不确定性以及流域汛期的杂物，这就使电站机组的无规则振动表现比较明显，与常规水轮发电机相比，灯泡贯流式水轮发电机受水流和灯泡比的限制，发电机外径小、电磁负荷高、机组转速低、转子直径小、散热条件差，导致很多电站其灯泡贯流式水轮发电机定子温度偏高或超出规范要求，不利于机组的长期安全稳定运行。深槽笼型和双笼型占用了转子大量的空间，不利于电机的结构优化与生产加工，电机面临很大的工艺问题，增加了生产成本，在电机节材、性能优化和工作特性方面，尚存在缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种是节能型灯泡贯流式水轮发电机转子。本技术是节能型灯泡贯流式水轮发电机转子，其转子结构包括发电机转子铁芯1，转子中心转轴2，转子大槽3和转子小槽4，转子永磁体磁钢5，永磁体磁钢槽6以及隔磁磁桥7，在转子永磁体磁钢槽6内安装有永磁体磁钢5，永磁体磁钢槽6的结构为一字形，构成转子88极的V型磁钢；永磁体磁钢5之间设有隔磁磁桥7，转子大槽3的结构为闭口三角形槽，转子小槽4的结构为开口三角形槽，两者数量相同，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上。本技术的有益之处为：不仅提高了灯泡贯流式水轮发电机的散热面积，而且有效地抑制了谐波转矩，进而减小了水力振动、机械振动以及电磁振动，降低铁损耗。尤其将主要用于带动转子旋转的转子鼠笼条替换为大小槽匹配设计，减小了齿槽效应，增大了转子的有效利用面积，使电机效率提高、功率因数增大、最大转矩增加，为转子齿、轭节省空间，可以对电机整体尺寸进行优化的设计方法能得以实现，改善电机的工作特性。附图说明图1本专利技术灯泡贯流式水轮发电机转子结构示意图，图2本专利技术灯泡贯流式水轮发电机样机转子结构局部结构示意图，图3本专利技术灯泡贯流式水轮发电机样机局部结构示意图，附图标记及对应名称为：转子铁芯1，转子中心转轴2，转子大槽3，转子小槽4，永磁体磁钢5，永磁体磁钢槽6，隔磁磁桥7。具体实施方式灯泡贯流式水轮发电机的发热问题一直比较严重，本技术在用状态分量法分析灯泡贯流式水轮发电机动态响应的基础上，用有限元的方法对转子温度场进行了分析，提高了动态过程转子温度的散热面积，解决了灯泡贯流式水轮发电机在运行过程中发热的关键问题。如图1所示，本技术是节能型灯泡贯流式水轮发电机转子，其转子结构包括发电机转子铁芯1，转子中心转轴2，转子大槽3和转子小槽4，转子永磁体磁钢5，永磁体磁钢槽6以及隔磁磁桥7，在转子永磁体磁钢槽6内安装有永磁体磁钢5，永磁体磁钢槽6的结构为一字形，构成转子88极的V型磁钢；永磁体磁钢5之间设有隔磁磁桥7，转子大槽3的结构为闭口三角形槽，转子小槽4的结构为开口三角形槽，两者数量相同，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上。如图1所示，转子大槽3的高度和转子的半径的比例满足0.1～0.3。如图1所示，永磁体磁钢槽6的几何中心点到转子中心的距离与转子半径的比例满足0.4～0.5。如图1所示，转子大槽3和转子小槽4内放置单根铸铜或者铸铝导体。转子永磁体磁钢5和永磁体磁钢槽6之间采用过盈配合。实施例：如图1所示，转子大槽3为闭口三角形槽，转子小槽4为开口三角形槽，各为231个，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上，大槽、小槽内放置单根铸铝导体；大槽3的高度和转子的半径的比例为0.21，磁体磁钢槽6的几何中心点到转子中心的距离与转子半径的比例为0.44。在转子冲片上冲有88个“一字形”永磁体磁钢槽6，永磁体磁钢5放置于永磁体磁钢槽6内，构成转子88极的V型磁钢，磁极结构为表贴式，每一个“一字形”永磁体磁钢充磁方向一致构成一个极，与另外相邻的“一字形”永磁体磁钢充磁方向相反；永磁体磁钢5和永磁体磁钢槽6采用过盈配合；永磁体磁钢5之间设有隔磁磁桥7，转子中心为转子中心轴2，转子铁芯1由冷轧硅钢片叠压而成。通过采用大小三角形阻尼绕组之间的配合使得阻尼绕组之间磁阻分布均匀，并且在灯泡贯流式水轮发电机正常工作定转子之间磁力线相互耦合时有一定的倾斜角度，使得电机在起动和运转时更加平缓。通过合理采用大小三角形阻尼绕组，有效的降低阻尼绕组的截面积，从而大大减少阻尼绕组材料的使用。大小槽配合的三角形形状，工艺性更好，对加工仪器的要求更低，更容易实现，使电机在转动过称中磁极的径向位置绝对固定，不会发生滑动或偏移，磁场稳定，从而使得电机性能更加稳定。转子上有磁钢槽孔，槽孔之间留有漏磁磁路，轭部为主磁路，永磁体磁钢插入转子铁芯槽孔内；转子采用内置径向式磁路结构时的隔磁磁桥，隔磁磁桥尺寸分布合理，减小了漏磁系数，提高电机的功率密度。如图1、图2、图3所示，电机转子为88极，磁极结构为内置式。通过计算分析，合理设计V型磁钢之间以及与大小槽相互之间的位置，达到较好的匹配效果，使隔磁桥的尺寸既能满足空载漏磁系数的要求，又有足够的强度，能够充分利用转子空间结构，减少制造加工方面的困难，提高电机的机械强度，降低电机制造成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
节能型灯泡贯流式水轮发电机转子，其转子结构包括发电机转子铁芯（1），转子中心转轴（2），转子大槽（3）和转子小槽（4），转子永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）以及隔磁磁桥（7），其特征在于在转子永磁体磁钢槽（6）内安装有永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）的结构为一字形，构成转子88极的V型磁钢；永磁体磁钢（5）之间设有隔磁磁桥（7），转子大槽（3）的结构为闭口三角形槽，转子小槽（4）的结构为开口三角形槽，两者数量相同，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上。

【技术特征摘要】
1.节能型灯泡贯流式水轮发电机转子，其转子结构包括发电机转子铁芯（1），转子中心转轴（2），转子大槽（3）和转子小槽（4），转子永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）以及隔磁磁桥（7），其特征在于在转子永磁体磁钢槽（6）内安装有永磁体磁钢（5），永磁体磁钢槽（6）的结构为一字形，构成转子88极的V型磁钢；永磁体磁钢（5）之间设有隔磁磁桥（7），转子大槽（3）的结构为闭口三角形槽，转子小槽（4）的结构为开口三角形槽，两者数量相同，槽型方向相反，均匀分布在转子圆周上。2.根据权利要求1所述的节...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋厚彬，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62