交流电机及削弱交流电机一阶齿谐波的方法技术

本发明专利技术通过定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值，在转子或者定子之一采用斜槽结构时，确定转子或者定子的斜槽距的方式，提供了一种一阶齿谐波较低的交流电机及削弱交流电机一阶齿斜波的方法。本发明专利技术一方面可以获得一阶齿谐波幅值较低的交流电机，另一方面，在电机参数确定的情况下，可方便地设计出符合一阶齿谐波最大幅值要求的交流电机，简化了交流电机的设计过程，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流电机
，更具体地说，涉及具有较低一阶齿谐波的。
技术介绍
交流电动机主极磁场在气隙中一般不是正弦分布，除基波外，还有很多高次谐波存在。在高次谐波中，次数为2mqk±1(式中q为整数，且k＝1、2、3……)的谐波，这种次数与一对极下的齿数Z/p具有特定关系的谐波，称为齿谐波。齿谐波的特点是，其谐波绕组因数恰好等于基波的绕组因数。因此，在各次谐波中，一阶齿谐波的幅值是较大的，对电机的性能有重要影响。 齿谐波的存在，导致电机附加损耗、附加转矩、电磁振动与电磁噪声增加，从而使效率降低、温升增高、起动性能变坏、严重时甚至无法起动。另外，对于发电机，由于齿谐波的存在，绕组的感应电动势中，也会产生一系列的高次谐波电动势。高次谐波电动势使发电机的电动势波形变坏，从而降低了供电的质量，并使发电机本身的杂散损耗增大、效率下降，温升增高。输电线中的高次谐波电流所产生的电磁场，还会对邻近电讯线路的正常通讯产生有害的干扰。 目前生产中采用削弱齿谐波的方法有以下几种 (1)采用磁性槽锲或半闭口槽，以减小由于槽开口而引起的气隙磁导变化。半闭口槽一般用于小型电机，磁性槽锲一般用在中型电机中。 (2)采用分数槽绕组。这是一种很有效地削弱齿谐波的方法，在水轮发电机和低速同步电机中得到了广泛地应用。 (3)采用斜槽削弱齿谐波 采用斜槽后，相当于槽中同一根导体的各个小段分布在磁场中的不同位置，起到相当于分布绕组的作用，使绕组系数减小，从而减小感应电势或电流产生的磁势。斜槽能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，改善起动性能，并降低电磁噪声。 斜槽分为转子槽斜槽结构和定子槽斜槽结构，二者的效果是相同，一般从交流电机的设计要求和工艺方面考虑进行选取。转子或者定子斜槽后虽然也会使转子感应基波电动势减少，但一般选择的斜槽度相对于极距来说小得多，因而对电机基本性能影响很小。 转子或者定子斜槽的程度，是以转子或者定子的斜槽距来体现的。根据电机的设计要求，一般定子和转子一阶齿谐波的最大幅值不应超过基波幅值的5％，现有技术中，如何选择斜槽距使得电机定子、转子一阶齿谐波都满足要求，基本需要靠设计人员的经验。 通常，在定子一阶齿谐波较大，主要为了削弱转子一阶齿谐波时，可采用转子或者定子的斜槽距为一个定子齿距；在转子一阶齿谐波较大，主要为了削弱定子一阶齿谐波时，则可采用斜槽距为一个转子齿距。在斜槽距设置为一个定子齿距或者一个转子齿距均不能满足电机设计对一阶齿谐波最大幅值要求时，则完全需要靠经验或者多次的重复试验获得，使得电机设计变得非常复杂。 由此可见，对于参数确定的交流电机，如果选择转子或者定子斜槽距来削弱定子和转子的一阶齿谐波，获得具有符合电机设计要求的交流电机是一个迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中，通过转子或者定子斜槽方式削弱交流电机一阶齿谐波时，转子或者定子斜槽距的选择只能通过经验进行选取的不足，提供一种具有较低一阶齿谐波的交流电机及削弱交流电机一阶齿斜波的方法。 本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 一种交流电机，转子或者定子之一采用斜槽结构，其特征在于转子或定子的斜槽距通过定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值确定。 本专利技术中，当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值1＜＝k＜＝3.4时，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距和一个转子齿距的平均值。 当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值k＞3.4时，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距。 当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值k＜1时，转子或定子的斜槽距采用一个转子齿距。 本专利技术中，当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值1＜＝k＜＝1.7时，转子或者定子之一采用斜槽结构，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距和一个转子齿距的平均值，尤其适用于定子槽口宽度与定子齿距比值大于0.5，同时转子槽口宽度与转子齿距比值大于0.3的情形，因为在上述情况下，定子一阶齿谐波和转子一阶齿谐波均比较大，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距或者一个转子齿距均不能使定子一阶齿谐波和转子一阶齿谐波的最大幅值同时满足电机设计要求。换句话说，在满足交流电机对一阶齿谐波设计要求的情况下，本专利技术交流电机的定子槽口宽度和转子槽口宽度可设置的尽可能的大，这样做不仅可以最大限地降低绕组嵌线的难度，减小嵌线工时；而且可以提高槽满率，进而缩小槽面积，提高槽内导体的散热效果。 一种削弱交流电机一阶齿谐波的方法，当交流电机的定子一阶齿谐波和转子一阶齿谐波均不满足一阶齿谐波最大幅值要求时，转子或者定子之一采用斜槽结构，其特征在于转子或定子的斜槽距通过定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值确定。 本专利技术中，当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值1＜＝k＜＝3.4时，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距和一个转子齿距的平均值。 当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值k＞3.4时，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距。 当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值k＜1时，转子或定子的斜槽距采用一个转子齿距。 当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值1＜＝k＜＝1.7时，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距和一个转子齿距的平均值，尤其适用于定子槽口宽度与定子齿距比值大于0.5，同时转子槽口宽度与转子齿距比值大于0.3的情形，因为在上述情况下，定子一阶齿谐波和转子一阶齿谐波均比较大，转子或定子的斜槽距采用一个定子齿距或者一个转子齿距均不能使定子一阶齿谐波和转子一阶齿谐波的最大幅值同时满足电机设计要求。换句话说，在满足交流电机对一阶齿谐波设计要求的情况下，利用本专利技术的方法，在设计交流电机时，可以使得定子槽口宽度和转子槽口宽度尽可能的大，这样做不仅可以最大限地降低绕组嵌线的难度，减小嵌线工时；而且可以提高槽满率，进而缩小槽面积，提高槽内导体的散热效果。 本专利技术通过交流电机定子槽口宽度和转子槽口宽度的比值来确定转子或者定子的斜槽距，一方面可以获得一阶齿谐波幅值较低的交流电机，另一方面，在电机参数确定的情况下，可方便地设计出符合一阶齿谐波最大幅值要求的交流电机，简化了交流电机的设计过程，提高了工作效率。 尤其当定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值1＜＝k＜＝1.7时，本专利技术可使得在定子槽口宽度和转子槽口宽度都比较大的情况下，获得满足电机设计要求的一阶齿谐波最大幅值要求的交流电机，这样做不仅可以最大限地降低绕组嵌线的难度，减小嵌线工时；而且可以提高槽满率，进而缩小槽面积，提高槽内导体的散热效果。 说明书附图 附图说明图1为采用斜槽的转子或定子展开后的平面结构示意图 具体实施例方式 为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。 本专利技术的主旨在于解决通过转子斜槽方式削弱交流电机一阶齿谐波时，斜槽距选择比较麻烦的问题，提供一种具有较低一阶齿谐波的交流电机，以及在交流电机参数确定的情况下，削弱交流电机一阶齿斜波的方法。 为了便于理解斜槽距的概念，以下简要介绍一下斜槽距的概念。如图1所示，转子或定子展开后的平面结构为矩形，图中以直线示意性的表示转子或定子的斜槽结构。为了便于说明，图1中也仅绘制了一个斜槽结构，图1中直线a表示转子或定子的斜槽结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
交流电机，转子或者定子之一采用斜槽结构，其特征在于：转子或定子的斜槽距通过定子槽口宽度与转子槽口宽度的比值确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛懋，
申请(专利权)人：东元总合科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]