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专利号: 2014104937047
申请人: 湖南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:方法包括的步骤如下:

(1)确定定子线圈防晕结构分析建模部位;

(2)针对步骤(1)中确定的建模部位结构与尺寸获取建模参数;

(3)根据步骤(2)中获取的模型参数建立线圈防晕部位的三维有限元模型;

(4)定义计算模型中线圈及绝缘防晕部分各种材料的性质;

(5)确定针对定子线圈计算模型上施加的激励类型和边界条件;

(6)对线圈计算模型进行有限元计算及电场分析,判断防晕结构设计存在的问题。

2.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:所述步骤(1)中的建模部位选取为定子线圈槽部至端部一段,并根据这段线圈在位置、尺寸、形状及绝缘结构方面的不同,将其进一步细分为槽内低阻带部分、槽口高低阻带过渡部分以及端部高阻带部分。

3.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:步骤(2)中确定的结构参数包括定子线圈中绕包线、少胶带、低阻带、高阻带和无碱玻璃丝带的形状、尺寸、实际所处的位置以及所有部件的材料属性。

4.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:步骤(3)中对绝缘防晕材料作如下假设:绝缘材料材质均匀;绝缘结构理想,即绝缘防晕材料中无杂质、绝缘层之间无气泡等;绝缘防晕材料的电导率不随温度变化。

5.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:步骤(3)中在保证分析结果的准确性基本不受影响的前提下对模型进行一定程度的简化,然后建立适合于线圈表面电场分布计算的三维有限元模型。

6.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:对实际模型进行的简化包括,多股铜导线简化为单股铜导线,导电面积不变;低阻带与高阻带过渡部分简化为斜面重叠方式。

7.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:步骤(4)中材料属性包括体积电导率和相对介电常数等,准确数值可以通过实际测量获得。

8.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:步骤(5)中的激励类型为静态最大直流电压激励,电压幅值为定子线圈极端工况或防晕测试条件下的设定值。

9.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:所述步骤(6)中对线圈模型进行电场分析是指防晕层表面场强分布均匀程度、各部位幅值大小以及确认可能发生电晕现象的位置。

10.如权利要求1所述的基于电场分析的高压电机定子线圈防晕结构优化方法,其特征在于:所述方法进一步包括如下步骤:定子线圈防晕部位及处理:(1)槽部:将含碳黑和石墨的低阻防晕带包扎在线圈直线表面;或将低阻漆涂喷在线圈直线段表面和铁心槽表面,形成完整的低电阻防晕层,避免发生局部放电,减少通风槽处的电晕;(2)端部:即槽口防晕,因槽口电场集中引起电晕,采用SiC非线性导电基材料构成的高阻防晕层。