CN115765257A - 一种电机的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机的设计方法，定子开设若干定子槽，构成定子绕组的线束的匝数由原来的N改变为1，定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。匝数为1的绕组结构不存在匝间绝缘的问题，电机整体线圈绝缘稳定可靠。相应参数乘积调整为原来的N倍，使反电势系数调制到与原设计值相同，实现与原设计方案相同的应用效果，对电机的各项性能指标没有影响。本发明能有效增强电机端部匝间绝缘，在不增加或少增加成本的前提下解决了电机在变频器供电的情况下容易损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置，具体涉及高速变频电机。
背景技术
绝缘系统是电机的重要组成部分，它的性能和状态决定了电机在运行中的安全和寿命。常规电机的绕组匝数为大于1的整数，绕组线圈的匝间存在电压梯度，端部匝间的电气绝缘完全依赖漆包线的漆膜实现。在变频器供电的情况下，加在绕组上的电压波形是脉冲调制矩形波，矩形波陡峭上升沿包含高频尖峰脉冲，脉冲的电压变化率(dv/dt)很高，尤其是高速变频电机，脉冲调制矩形波的频率达4-16Khz，对电机的匝间绝缘会造成更加频繁的冲击，严重影响绝缘的长期可靠性。尖峰脉冲在线圈上形成不均匀分布的电压梯度，线圈的两端承受大部分的尖峰电压，这成为变频电机尤其是高速变频电机的可靠性造成难以克服的障碍。电机端部绝缘一旦损坏，会产生局部放电和异常发热，加速周围绝缘的损坏，迅速烧毁电机定子绕组。由于端部匝间难以采用相间绝缘采用的垫绝缘纸的方法增强绝缘性能，只能通过增加漆膜厚度、真空浸漆、端部灌封树脂胶等方法，由于漆包线的漆膜完整性、嵌线工艺、浸漆和灌封工艺都无法做到绝对可靠，这几种方法都无法彻底解决电机定子端部匝间绝缘的可靠性问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题：现有匝间绝缘技术无法满足变频电机高可靠性的需求。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电机的设计方法，定子开设若干定子槽，构成定子绕组的线束的匝数由原来的N改变为1，定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。
构成定子绕组的线束的匝数为1，绕组结构不存在匝间绝缘的问题，端部绝缘只存在每把线束之间的绝缘问题，而线束之间的绝缘很容易通过垫绝缘纸或叠包绝缘绑带等方式进行处理，绝缘纸和绝缘胶带的绝缘强度远超漆包线的漆膜，保证电机整体线圈绝缘的稳定可靠。
如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时没有了反电动势，电阻很小的线圈直接接在电源两端，电流会很大，很容易烧毁电动机。当电动机所接电源电压比正常电压低很多时，此时电动机线圈也不转动，无反电动势产生，电动机也很容易烧坏。因此，反电动势在电动机中具有重要作用。将原设计的定子绕组匝数改变为1匝，会直接影响电机的反电势系数。为此，通过调整并联支路数、星型或三角形接线方法、定子槽数、绕组节距这几个参数，将电机的反电势系数调制到与原设计值相同，实现与原设计方案相同的应用效果，对电机的各项性能指标没有影响。
电机的反电势与定子绕组匝数、定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速这几个参数成正比。定子绕组匝数由N改变为1，只要将定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍，就可以保持反电势不改变。增加定子槽数是最主要的调整方法，在定子槽数调整到极限仍然不能满足要求时，可以采用调整后几个参数的方法。
本发明能有效增强电机端部匝间绝缘，在不增加或少增加成本的前提下解决了电机在变频器供电的情况下匝间绝缘不能承受匝间电压冲击而容易损坏的问题。
具体实施方式
第一实施例
一种电机的设计方法，定子开设若干定子槽，构成定子绕组的线束的匝数由原来的N改变为1，定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。其中，构成定子绕组的线束的匝数为N是现有技术中电机定子绕组方式，N＝1、2、3…
构成定子绕组的线束可以是1股，也可以是若干股。作为一种选择，构成定子绕组的线束为若干股，任一股线束在任一定子槽中的匝数为1。
线束之间设有绝缘纸或绝缘绑带。
定子槽数调整为原来的N倍，铁芯长度、转子直径、转子转速不变。其中，原来的定子槽数是现有技术中定子绕组匝数为N的定子槽数，原来的铁芯长度、转子直径、转子转速是现有技术中定子绕组匝数为N的铁芯长度、转子直径、转子转速。
作为一种选择，任一线束为圆漆包线。本发明采用常规的手工嵌线的多股并绕圆漆包线散嵌绕组。相对于扁铜线工艺的电机定子，本发明能有效消除高频电流的趋肤效应，减少导体线损。
本发明的设计方法适用于电动机或发电机，尤其适用变频电动机。
第二实施例
一种电机的设计方法，定子开设若干定子槽，构成定子绕组的线束的匝数由原来的N改变为1，定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。
构成定子绕组的线束为若干股，任一股线束在任一定子槽中的匝数为1。
相比于原来的定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速，本发明的定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速均调整，具体地，将定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。其中，原来的定子槽数是现有技术中定子绕组匝数为N的定子槽数，原来的铁芯长度、转子直径、转子转速是现有技术中定子绕组匝数为N的铁芯长度、转子直径、转子转速。
作为一种选择，任一线束为圆漆包线。本发明采用常规的手工嵌线的多股并绕圆漆包线散嵌绕组。相对于扁铜线工艺的电机定子，本发明能有效消除高频电流的趋肤效应，减少导体线损。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种电机的设计方法，定子开设若干定子槽，其特征在于：构成定子绕组的线束的匝数由原来的N改变为1，定子槽数、铁芯长度、转子直径、转子转速的乘积调整为原来的N倍。
2.如权利要求1所述的一种电机的设计方法，其特征在于：定子槽数调整为原来的N倍，铁芯长度、转子直径、转子转速不变。
3.如权利要求1所述的一种电机的设计方法，其特征在于：构成定子绕组的线束若干，任一线束在任一定子槽中的匝数为1。
4.如权利要求3所述的一种电机的设计方法，其特征在于：线束之间设有绝缘纸或绝缘绑带。
5.如权利要求3所述的一种电机的设计方法，其特征在于：任一线束为圆漆包线。
6.如权利要求1所述的一种电机的设计方法，其特征在于：所述电机为电动机或发电机。
7.如权利要求1所述的一种电机的设计方法，其特征在于：所述电机为变频电动机。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211444873.2A CN115765257A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种电机的设计方法 |
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Publications (1)
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| CN115765257A true CN115765257A (zh) | 2023-03-07 |
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| CN202211444873.2A Pending CN115765257A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种电机的设计方法 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117318355A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 黑龙江惠达科技股份有限公司 | 一种无人机的电机和无人机 |
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2022
- 2022-11-18 CN CN202211444873.2A patent/CN115765257A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117318355A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 黑龙江惠达科技股份有限公司 | 一种无人机的电机和无人机 |
| CN117318355B (zh) * | 2023-11-28 | 2024-02-09 | 黑龙江惠达科技股份有限公司 | 一种无人机的电机和无人机 |
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