磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置的制作方法

本发明属于交流电机定子绕组设计与工程试验领域，具体涉及一种磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置。

背景技术：

大型交流电机定子线棒漏磁效应的工程试验模拟对详细掌握定子线棒漏磁效应的真实物理过程以及设计验证起到关键作用，是大型交流电机研发设计的重要工程验证环节。定子线棒漏磁效应主要包括并绕编织换位股线之间的感应环流和股线自身的感应涡流。感应环流和感应涡流均与线棒尺寸、定子槽尺寸以及线棒在槽内位置有关；线棒尺寸主要有线棒绝缘防晕后的高度、宽度，为保证齿部磁负荷取值合理，线棒宽度在定子槽数与额定电压选定后基本为常数，散热能力主要由调节线棒高度实现；定子槽型尺寸则由线棒尺寸和固定结构(侧面垫条、槽楔、楔下垫条、槽底垫条、层间垫条等)尺寸共同决定；定子线棒在槽内的径向、横向位置则主要由固定结构(侧面垫条、槽楔、楔下垫条、槽底垫条、层间垫条等)的尺寸决定，对于相同的绝缘系统，固定结构的尺寸一般是相同的。因此，当大型交流电机的电压等级、定子槽数、磁负荷以及绝缘系统确定时，对感应环流和感应涡流影响最大的就是定子线棒高度。

为系统研究大型交流电机定子线棒漏磁效应，除采用电磁场数值仿真技术外，采用试验研究更贴近电机的真实状态。与电磁场数值仿真技术相比，试验研究能够真实反映出定子线棒下线工艺与槽内固定工艺的分散性，这是电磁场数值模型无法替代的。在工程试验中，试验线棒的宽度是相同的，但高度各异，为满足试验要求，就需要多种规格的定子铁心，冲片模具成本、定子铁心冲片成本十分高昂，且无法重复利用到其他槽数电机的设计中。因此，如何实现在不同高度定子线棒漏磁效应的工程试验中降低试验器材成本是大型交流电机企业十分重视的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述问题，提供了一种磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置，模拟槽宽不变时不同槽高的定子铁心齿槽结构，实现可变槽高的大型交流电机定子线棒漏磁模拟，不但使定子铁心重复利用，而且能大大降低试验费用。

本发明采用的技术方案如下：

一种磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置，包括由下至上依次设置的驱动机构、与驱动机构固定连接的固定铁心以及与驱动机构活动连接的可动铁心，固定铁心包括支撑托架和固定设置在支撑托架上的固定无槽硅钢片，固定无槽硅钢片沿轴向平行、竖直排列成等间距设置，可动铁心包括滑动托架和可动开槽硅钢片，可动开槽硅钢片沿轴向平行、竖直排列成等间距设置，固定无槽硅钢片活动插入可动开槽硅钢片之间的间隙中。

进一步地，驱动机构包括底架和设置在底架上的丝杠升降机构，底架上设置有电动伺服驱动装置、控制装置和轴承与润滑装置。

进一步地，丝杠升降结构与电动伺服驱动系统通过齿轮结构连接，用于提供旋转支撑与润滑的轴承与润滑装置设置在丝杠升降结构底端。

进一步地，电动伺服驱动装置与控制装置电连接，电动伺服驱动装置包括伺服电机、调速器和位置传感器，控制装置包括控制面板。

进一步地，丝杠升降结构与可动铁心通过内置的内螺纹件活动连接，可动铁心通过丝杠升降结构的螺纹副与驱动机构活动连接。

进一步地，底架设置有用于装置整体起吊的起吊装置。

进一步地，固定铁心通过紧固件与驱动机构连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过可动铁心与固定铁心的相对移动，即可得到相等槽宽、不等槽深的定子铁心，实现了定子铁心槽高的可控变化；

2、本发明仅需要两种不同规格的定子冲片，即固定无槽硅钢片和可动开槽硅钢片，大大节约了冲片模具成本和定子冲片成本；

3、本发明的可动铁心相对于固定铁心的垂直移动由电动丝杠升降机构驱动，无需人力，且通过调速器和位置传感器实现了定子槽高的准确调节与实时反馈；

4、本发明的可动铁心和固定铁心均可拆卸与更换，使用方便，维护简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为可动铁心的结构示意图；

图3为固定铁心的结构示意图；

图4为驱动机构的结构示意图；

图5为本发明装置的磁阻等效原理图；

图中标记：1-固定铁心，2-可动铁心，3-驱动机构，4-紧固件，5-可动开槽硅钢片，6-滑动托架，7-固定无槽硅钢片，8-支撑托架，9-底架，10-丝杠升降机构，11-电动伺服驱动装置，12-控制装置，13-轴承与润滑装置，14-起吊装置，15-上层绕组，16-下层绕组，17-定子绕组漏磁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本发明较佳实施例提供的一种磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置，包括由下至上依次设置的驱动机构3、与驱动机构3固定连接的固定铁心1以及与驱动机构3活动连接的可动铁心2，固定铁心1包括支撑托架8和固定设置在支撑托架8上的固定无槽硅钢片7，固定无槽硅钢片7沿轴向平行、竖直排列成等间距设置，可动铁心2包括滑动托架6和可动开槽硅钢片5，可动开槽硅钢片5沿轴向平行、竖直排列成等间距设置，固定无槽硅钢片7活动插入可动开槽硅钢片5之间的间隙中。

可动开槽硅钢片5和固定无槽硅钢片7以一定轴向宽度交叠而成，可动开槽硅钢片5在上，固定无槽硅钢片7；可动开槽硅钢片5按一定宽度粘接后沿轴向平行、竖直排列成等间距铁心段，再由左右两侧热塑固化的高强度塑料固定和支撑，构成可动铁心2；固定无槽硅钢片7按一定宽度粘接后沿轴向平行、竖直排列成等间距铁心段，再由左右两侧热塑固化的高强度塑料固定和支撑，构成固定铁心1；可动铁心2相对固定铁心1沿垂直方向上、下移动，改变定子槽高。

其中，驱动机构3包括底架9和设置在底架9上的丝杠升降机构10，底架9上设置有电动伺服驱动装置11、控制装置12和轴承与润滑装置13；

其中，丝杠升降结构10与电动伺服驱动系统11通过齿轮结构连接，用于提供旋转支撑与润滑的轴承与润滑装置13设置在丝杠升降结构10底端；可动铁心2由丝杠升降机构10驱动实现上升、静止和下降。

其中，电动伺服驱动装置11与控制装置12电连接，电动伺服驱动装置11包括伺服电机、调速器和位置传感器，控制装置12包括控制面板；丝杠升降机构10由伺服电机驱动装置11提供动力，并配有调速器、位置传感器以控制上升、下降速率，通过控制装置12的数字显示反馈与点动控制实现对丝杠升降机构10的定量控制，通过控制面板实时准确反馈可动铁心2与固定铁心1的相对位移。

其中，丝杠升降结构10与可动铁心2通过内置的内螺纹件活动连接，可动铁心2通过热塑高强度塑料中的内螺纹金属件与丝杠升降机构10连接，实现可动铁心2的上升与下降；可动铁心2通过丝杠升降结构10的螺纹副与驱动机构3活动连接，可动铁心2由丝杠升降机构10驱动实现上升、静止和下降。

其中，底架9设置有用于装置整体起吊的起吊装置14；起吊装置14焊接在底架9上。

其中，固定铁心1通过紧固件4与驱动机构3连接，固定铁心1通过紧固件4固定在金属底架9上。

实施例2

使用本发明提供的磁阻等效交叠式变槽高大型交流电机定子线棒漏磁模拟装置，在试验过程中，如图5所示，定子下层线棒16与定子上层线棒15按照试验方案分别嵌入试验铁心的槽里，即固定铁心1的固定无槽硅钢片7和可动铁心2的可动开槽硅钢片5之间的间隙中，可动铁心2为定子下层线棒16与定子上层线棒15提供了横向支撑，固定铁心1为定子下层线棒16与定子上层线棒15提供了径向支撑，通过控制装置12的点动控制，电动伺服驱动系统11驱动丝杠升降机构10运转，使可动铁心2相对固定铁心1沿垂直方向上、下移动，从而改变固定无槽硅钢片7和可动开槽硅钢片5之间槽口的槽高，即改变定子冲片的槽高与定子线棒在定子槽中的位置，最终改变了定子线棒漏磁17的分布。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。