CN106602757A - 一种充水式潜水电机的定子槽形 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充水式潜水电机的定子槽形，该定子槽形由定子冲片外轮廓、内轮廓及分布在内外轮廓之间的若干个定子槽组成；距离所述内轮廓的1～1.5mm处设有若干个圆周均匀排列的穿线用定子槽，该定子槽形状为由n个直径相同的圆串联而成，中轴对称；所述定子槽自内向外依次由槽口直线段、槽口斜线段、若干个圆弧段及半圆形槽底形成一个闭合的空间槽形。本发明使充水式潜水电机定子槽的占空率提高到94％以上，定子耐水绕组线排列有序，各自空间位置固定，互不干涉，便于穿线；定子铁心刚度加强，电机定转子重量下降，降低了水力磨擦损耗及导体欧姆损耗而明显提高；降低推力轴承的载荷及提高临界转速，提高整机可靠性。
Description
技术领域
本发明属于充水式潜水电机技术领域，具体涉及一种充水式潜水电机的定子槽形。
背景技术
从电机设计基本原理可知，电磁设计是最关键因素，即电机的定转子铁心硅钢片上槽的形状设计决定了电机的技术性能。
传统的充水式潜水电机在电磁设计中定子铁心硅钢片上槽均采用常规的等齿宽平行齿设计，定子冲片上每个空心槽平面形状为上大下小的梯形。这种槽形带来的不足之处是：由于充水式潜水电机的定子绕组线采用的是带主绝缘的耐水绕组线穿入定子铁心硅钢片槽中的穿线方式，在定子铁心硅钢片槽内带主绝缘的耐水绕组线排列不规则，使绕组线截面积在槽内的占空率必须控制在70％以下，否则穿线工艺上实施困难，且易损伤耐水绕组线的绝缘层。特别对10kV高压充水式潜水电机，由于耐水绕组线主绝缘厚度的增加，耐水绕组线中铜导体在定子槽内的占空率仅为8～30％，铁心硅钢片利用率极差，造成原材料资源的极大浪费。
后来充水式潜水电机有采用定子铁心硅钢片上槽有采用等槽宽的平行槽设计，其定子冲片上每个空心槽平面形状为等宽的腰形。这样使充水式潜水电机的耐水绕组线有次序的排列在等宽的槽内，使绕组线截面积在槽内的占空率可以提高到90％以上，有效的提高的定子槽的利用率。但在等槽宽的平行槽设计中因绕组线为圆形，排列在等宽的腰形槽时，仍在两根绕组线交接处存有一定的间隙，相邻两根线之间有一些干涉，会引穿线的困难，材料利用率有进一步提升的空间。同时因为定子槽口的齿部过窄，定子铁心刚度受到影响。这样我们仍可以进一步提高耐水绕组线在定子槽内的利用率，同时考虑定子铁心刚度要求，进一步减小充水式潜水电机的体积，削减充水式潜水电机每千瓦材料消耗量，降低成本，节约资源。
发明内容
为了进一步提高充水式潜水电机的定子槽的利用率，提高每千瓦材料利用率，同时提高充水式潜水电机定子铁心刚度，本发明提供一种充水式潜水电机的定子槽形。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种充水式潜水电机的定子槽形，该定子槽形由定子冲片外轮廓、内轮廓及分布在内外轮廓之间的若干个定子槽组成；外轮廓、内轮廓为一同圆心的两个整圆，外轮廓的圆直径大于内轮廓，距离所述内轮廓的1～1.5mm处设有若干个圆周均匀排列的穿线用定子槽，该定子槽形状为由n个直径相同的圆串联而成，中轴对称；所述定子槽自内向外依次由槽口直线段、槽口斜线段、若干个圆弧段及半圆形槽底形成一个闭合的空间槽形。
所述槽口直线段长度为b，b的取值为3～5mm。
所述槽口斜边段与槽口直线段相连接，且对称分布；该槽口斜边段是与槽口直线段夹角α为30度的斜边，并且与最内侧的第一个圆弧段相切。
若干个所述圆弧段之间由与两段圆弧均相切的半径为R的小圆弧段相连接。
所述圆弧段直径大小等于耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm；相邻两个圆弧段的圆心距离为耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm。
最靠近所述外轮廓的槽底与圆弧段形成一个闭合的槽，槽底为半圆形，其直径与圆弧段相等。
每个所述圆弧段内固定设置一根耐水绕组线。
本发明的有益效果：
1、本发明进一步提高了充水式潜水电机的定子硅钢片材料利用率、定转子铁心材料重量下降明显，耐水绕组线占空率进一步提高，最关键的电机性能指标—效率，因转子长度及定子绕组的长度的减少，降低了水力磨擦损耗及导体欧姆损耗而明显提高；
2、耐水绕组线在槽内规则排列，槽满率提高到94％以上；
3、耐水线在槽内排列整齐，穿线工艺有保证，每根耐水绕组线都能有效固定，互相不会形成干涉，保证穿线质量；
4、提高了定子铁心整体刚度，更加牢固稳定。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种充水式潜水电机的定子槽形结构示意图；
图2为图1中“I”处放大示意图；
图3为原有的定子槽形结构示意图；
图4为图3中“II”处放大示意图；
图中序号：耐水绕组线1、定子槽2、外轮廓3、内轮廓4、槽口直线段5、槽口斜线段6、圆弧段7、槽底8、小圆弧段9。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种充水式潜水电机的定子槽形，参见图1和图2，该定子槽形由定子冲片外轮廓3、内轮廓4及分布在内外轮廓之间的若干个定子槽2组成；其中，外轮廓3、内轮廓4为一同圆心的两个整圆，外轮廓3的圆直径大于内轮廓4；
距离内轮廓4的1～1.5mm处设有若干个圆周均匀排列的穿线用定子槽2，该定子槽形状为由n个直径相同的圆串联而成，中轴对称；
具体地，定子槽2自内向外依次由槽口直线段5、槽口斜线段6、若干个圆弧段7及半圆形槽底8形成一个闭合的空间槽形；槽口直线段5长度为b，b的取值为3～5mm；与之相连接的是两对称分布的槽口斜线段6，该斜线段是与上述直线段夹角α为30度的斜边，并且与最内侧的第一个圆弧段7相切；若干个圆弧段7之间由与两段圆弧均相切的半径为R的小圆弧段9相连接。
圆弧段7直径大小等于电磁设计后耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm，相邻两个圆弧段7的圆心距离为耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm；依此类推n个(六个)圆弧，最靠近外轮廓的槽底8,与圆弧段7形成一个闭合的槽，槽底8为半圆形，直径与圆弧段7相等；其中每一段圆弧内固定设置一根耐水绕组线1。
本发明每根定子耐水绕组线1均有效固定在每个相应的圆弧段7位置，不会形成干涉，便于穿线，使定子槽形内耐水绕组线排列整齐有序，进一步提高定子槽内耐水线的占空率，提高了材料的利用率；与以往设计相比，参见图3、图4，进一步提高了定子铁心的刚度，减小了充水式潜水电机的体积，削减了充水式潜水电机每千瓦材料消耗量，降低了成本，节约资源；可进一步使电机定转子铁心长度减短，降低了电机转动系的水力磨擦损耗及导体欧姆损耗，从而提高了充水式潜水电机的效率。
本发明使充水式潜水电机定子槽的占空率提高到94％以上，定子耐水绕组线排列有序，各自空间位置固定，互不干涉，便于穿线；定子铁心刚度加强，电机定转子重量下降，降低了水力磨擦损耗及导体欧姆损耗而明显提高；降低推力轴承的载荷及提高临界转速，提高整机可靠性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种充水式潜水电机的定子槽形，该定子槽形由定子冲片外轮廓(3)、内轮廓(4)及分布在内外轮廓之间的若干个定子槽(2)组成；外轮廓(3)、内轮廓(4)为一同圆心的两个整圆，外轮廓(3)的圆直径大于内轮廓(4)，其特征在于：
距离所述内轮廓(4)的1～1.5mm处设有若干个圆周均匀排列的穿线用定子槽(2)，该定子槽形状为由n个直径相同的圆串联而成，中轴对称；
具体地，所述定子槽(2)自内向外依次由槽口直线段(5)、槽口斜线段(6)、若干个圆弧段(7)及半圆形槽底(8)形成一个闭合的空间槽形。
2.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：所述槽口直线段(5)长度为b，b的取值为3～5mm。
3.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：所述槽口斜边段(6)与槽口直线段(5)相连接，且对称分布；该槽口斜边段(6)是与槽口直线段(5)夹角α为30度的斜边，并且与最内侧的第一个圆弧段(7)相切。
4.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：若干个所述圆弧段(7)之间由与两段圆弧均相切的半径为R的小圆弧段(9)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：所述圆弧段(7)直径大小等于耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm；相邻两个圆弧段(7)的圆心距离为耐水绕组线的直径加上穿线所需的间隙尺寸0.4-0.6mm。
6.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：最靠近所述外轮廓的槽底(8)与圆弧段(7)形成一个闭合的槽，槽底(8)为半圆形，其直径与圆弧段(7)相等。
7.根据权利要求1所述的一种充水式潜水电机的定子槽形，其特征在于：每个所述圆弧段(7)内固定设置一根耐水绕组线(1)。
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