一种提高充水式电动机功率密度的方法与流程

本发明涉及充水式电动机电磁设计技术领域，具体为一种提高充水电动机功率密度的方法。

背景技术：

电动机是把电能转换成机械能的一种设备，它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动，电动机的种类多重多样，其中，充水式电机也包括在内，充水式是电机绕组用防水线绕制而成的，每根绕组线的铜芯外部均紧密包裹绝缘层，直接浸在水中使用。

现有充水式电机绕组线的每根绕组均采用相同绝缘厚度的绝缘结构。存在低电压处、高电压处绝缘相同的现象，即存在低电压处绝缘厚度的浪费。由此带来电机的功率密度降低，电机的有效利用率不经济，为此，我们提出一种提高充水电动机功率密度的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高充水式电动机功率密度的方法，如何通过充水式电动机的三相线被均分成两段，且电源进线端的绕组线绝缘厚度大于星点o端的绕组线绝缘厚度，使得绕组线的每根绕组采用不同绝缘厚度的绝缘结构，来解决现有技术中无法在低电压和高电压处绝缘相同的问题，带来充水式电动机的功率密度提高，电机的有效利用率经济，增加了定子槽内铜的占空率，提高了电机的功率密度，有效降低了电机的体积，节约材料成本，便于电机的安装维护。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种提高充水式电动机功率密度的方法，该方法包括下述步骤：

步骤一：将三相异步电动机以y接法进行连接；

步骤二：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w相交于同一星点o；

步骤三：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w从电源进线端到星点o的绕组线平均分成两部分；

步骤四：第一相线u、第二相线v和第三相线w远离星点o一端的绕组线采用厚绝缘度的绕组线，第一相线u、第二相线v和第三相线w靠近星点o一端的绕组线采用薄绝缘度的绕组线。

作为本发明的进一步改进方案：从星点o处到电源的进线端，电位逐步增加至外加电压。

作为本发明的进一步改进方案：电机的第一相线u、第二相线v和第三相线w连接的点称之为星点o，且星点o处的电位为0。

作为本发明的进一步改进方案：厚绝缘度的绕组线和薄绝缘度的绕组线是相对的，厚绝缘度的绕组线厚度为单边厚度3.5mm，薄绝缘度的绕组线厚度为单边厚度2.2mm。

本发明的有益效果：

(1)通过充水式电动机的三相线被均分成两段，且电源进线端的绕组线绝缘厚度大于星点o端的绕组线绝缘厚度，使得绕组线的每根绕组采用不同绝缘厚度的绝缘结构，完美的解决了在低电压处、高电压处绝缘相同的现象，以及在低电压处绝缘厚度的浪费，由此带来电机的功率密度提高，电机的有效利用率经济，增加了定子槽内铜的占空率，提高了电机的功率密度，有效降低了电机的体积，节约材料成本，便于电机的安装维护。

(2)原绕组线在电机定子槽内的分布示例为：槽内绕组数为14，铜芯线在槽内的占比低，本发明绕组线在电机定子槽内的分布为：槽内绕组数为16，铜芯线在槽内的占比高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的绕组线在电机定子槽内的分布图；

图3是本发明的粗绕组线和细绕组线结构原理图；

图4是本发明的u、v和w绕组均分结构原理图；

图5是本发明的u、v和w绕组均分具体示例原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

请参阅图1-5所示，本发明为一种提高充水式电动机功率密度的方法，该方法包括下述步骤：

步骤一：将三相异步电动机以y接法进行连接；

步骤二：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w相交于同一星点o，电机的第一相线u、第二相线v和第三相线w连接的点称之为星点o，且星点o处的电位为0；

步骤三：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w从电源进线端到星点o的绕组线平均分成两部分；

步骤四：电源进线端的绕组线采用绝缘厚度相对厚一些的绕组线，如额定电压10kv电机采用单边厚度为3.5mm的绕组线，星点o端的绕组采用绝缘厚度相对厚一些的绕组线，如额定电压10kv电机采用单边厚度为2.2mm的绕组线。

从星点o处到电源的进线端，电位逐步增加至外加电压。

其中，三相异步电动机分为u、v、w三相绕组线，其中电机的第一相线u、第二相线v和第三相线w的一端分别与电源的a、b、c三相连接，即电源的进线端。电机的第一相线u、第二相线v和第三相线w的另一端合并连接在一起，形成零电位的星点o，即在u、v、w三相绕组线中，形成从星点o零电位逐步增加至第一相线u、第二相线v和第三相线与电源a、b、c三相连接的外加电压。

充水式电动机即三相异步电动机，也可以称为充水式三相异步电动机

充水式三相异步电动机绕组线是由圆形的铜芯、外部包裹圆环形绝缘层组成，本发明将充水式三相异步电动机绕组分成了两种绝缘厚度，有一半的绝缘厚度小于传统设计，当绕组线嵌入定子槽时，有一半的绕组线直径小，所占用的空间减小，因此可以在设计嵌入更多的绕组线，从而增加了定子槽内铜的占比，提高了电机的功率密度；有效降低了电机的体积，节约材料成本，电机轻巧，便于安装维护。

本发明在工作时，三相异步电机有三绕组线组成，分别为u相(首端u1、尾端u2)、v相(首端v1、尾端v2)、w相(首端w1、尾端w2)，当电机接法为y时，就是将电机的三相绕组u、v、w三组绕组线的尾端u2、v2、w2连接成为一点，即靠近星点o的一端，u、v、w三组绕组线的首端u1、v1、w1各自单独出线，分别也电源的a、b、c三相相连接，这样三相相位互差120度的三相正弦交流电源供电时，频率相同、振幅相等正常电源、三相绕组完全对称的条件下，y星点的电压是零，任何时刻流经三相的电流矢量和等于零，由星点到u、v、w三组绕组线的首端u1、v1、w1，电压逐步由零到额定电压，由于充水式电机的三相线被均分成两段，且电源进线端的绕组线绝缘厚度大于星点o端的绕组线绝缘厚度，使得绕组线的每根绕组采用不同绝缘厚度的绝缘结构，完美的解决了在低电压处、高电压处绝缘相同的现象，以及在低电压处绝缘厚度的浪费，由此带来电机的功率密度提高，电机的有效利用率经济。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种提高充水式电动机功率密度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

步骤一：将三相异步电动机以y接法进行连接；

步骤二：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w相交于同一星点o；

步骤三：将三相异步电动机的第一相线u、第二相线v和第三相线w从电源进线端到星点o的绕组线平均分成两部分；

步骤四：第一相线u、第二相线v和第三相线w远离星点o一端的绕组线采用厚绝缘度的绕组线，第一相线u、第二相线v和第三相线w靠近星点o一端的绕组线采用薄绝缘度的绕组线。

2.根据权利要求1所述的一种提高充水式电动机功率密度的方法，其特征在于，从星点o处到电源的进线端，电位逐步增加至外加电压。

3.根据权利要求1所述的一种提高充水式电动机功率密度的方法，其特征在于，电机的第一相线u、第二相线v和第三相线w连接的点称之为星点o，且星点o处的电位为0。

4.根据权利要求1所述的一种提高充水式电动机功率密度的方法，其特征在于，额定电压10kv电机厚绝缘度的绕组线厚度为单边厚度3.5mm，薄绝缘度的绕组线厚度为单边厚度2.2mm。

技术总结
本发明公开了一种提高充水式电动机功率密度的方法，该方法包括下述步骤：将三相异步电动机以Y接法进行连接；将三相异步电动机的第一相线U、第二相线V和第三相线W相交于同一星点O；通过充水式电机的三相线被均分成两段，且电源进线端的绕组线绝缘厚度大于星点O端的绕组线绝缘厚度，使得绕组线的每根绕组采用不同绝缘厚度的绝缘结构，完美的解决了在低电压处、高电压处绝缘相同的现象，以及在低电压处绝缘厚度的浪费，由此带来电机的功率密度提高，电机的有效利用率经济，增加了定子槽内铜的占空率，提高了电机的功率密度，有效降低了电机的体积，节约材料成本，便于电机的安装维护。

技术研发人员：梁樑;胡薇;朱庆龙;金雷;荚小健;王诚成
受保护的技术使用者：合肥恒大江海泵业股份有限公司
技术研发日：2020.06.05
技术公布日：2020.09.18