一种交流电机定子绕组线圈参数的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电机制造领域，尤其设及一种交流电机定子绕组线圈参数的计算方 法。
【背景技术】
[0002] 现今对于交流电机定子绕组线圈参数计算模型和方法具体计算流程如下：
[0003] 1、首先根据电机电磁设计及绝缘工艺要求，确定相关数据；
[0004] 2、根据线圈绝缘工艺要求，计算线圈槽内和端部的截面尺寸，并验证槽内剩余空 间；
[0005] 3、用作图法确定线圈在电机中的空间位置；
[0006] 4、用作图法及经验公式确定线圈相关参数；
[0007] 5、根据经验公式及线圈参数确定跑道型线圈各项参数。
[0008] 此种计算方法是基于端部投影视图和作图法计算，过程中需要作图测量相应尺 寸，过程较为繁琐，且计算过程中设及大量经验公式，是一种近似计算，计算结果与计算人 的经验有很大关系，计算过程耗时长，精度低，尤其对于线圈端部尺寸的计算精度低，在实 际生产过程中出现过线圈上层边低于定子内径的现象。同时，此种方法的计算是针对一种 线规进行计算，计算过程没有考虑两种不同线规并绕且不同排布方式的情况，对于该种情 况，此种方法每次均需先根据实际线规及绝缘情况，核算线圈槽内及端部截面积，确定等效 线规，再通过作图绘制线圈投影视图，完成计算，过程较为繁杂。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于克服W上缺陷，提供一种计算简单、精确的交流电机定子绕组 线圈参数的计算方法。
[0010] 本发明的技术方案是，一种交流电机定子绕组线圈参数的计算方法，其包括W下 步骤：
[0011] 步骤1、计算线圈导线绝缘后尺寸，第一种导线绝缘后的厚度WIT1，第一种导线绝 缘后的宽度WIB1，第二种导线绝缘后的厚度WIT2和WIB2;
[001引其中；
[0013]WIT1 =WT1+2T01
[0014]WIB1 =WB1+2T01 [00 巧]WIT2 =WT化 2T02
[0016]WIB2 =WB化 2T02
[0017] 其中，WT1为第一种导线裸线厚度，WB1为第一种导线裸线宽度，T01为第一种导线 绝缘厚度，WT2为第二种导线裸线厚度，WB2为第二种导线裸线宽度，T02为第二种导线绝缘 厚度，如若导线只有一种线规，则可将WT2、WB2、T02设置为0。
[0018] 步骤2、计算线圈槽内和端部的截面尺寸，并验证槽内剩余空间；
[0019] 每应线圈包槽内应间绝缘后的宽度WA;
[0020] WA=max(WIB1 ?NPD1，WIB2 ?NPD2) +2T1
[0021] 其中，NPDl为第一种导线的并饶根数，NPD2为第二种导线的并饶根数，T1为导线 槽内应间绝缘厚度，其中max(WIBl，NPD1，WIB2，NPD2)为WIB1 乘WNPD1 与WIB2 乘WNPD2 结果的大值；
[0022] 每应线圈包槽内应间绝缘后的厚度HAD;
[0023] HAD=WIT1 ?NCD1+WIT2 ?NCD化2T1
[0024] 其中，NCD1为第一种导线在每应线圈内的层数，NCD2为第一种导线在每应线圈内 的层数；
[0025] 线圈槽内截面尺寸，高度H和宽度W;
[0026] W=WA巧T2 巧CS
[0027] H=HAD.化2T化2CS
[002引其中，T2为线圈槽内对地绝缘厚度，CS为线圈槽内防晕绝缘厚度，N为线圈应数；
[0029] 每应线圈包端部应间绝缘后的高度皿D和宽度WB;
[0030] 皿D=HAD-2T1 巧T3
[0031] WB=WA-2T1 巧T3
[0032] 其中，T3为每应线圈的端部应间绝缘厚度；
[003引线圈端部截面尺寸，高度皿和宽度WD;
[0034]皿二皿D?N巧T4
[00巧]WD=WB巧T4
[0036] 其中，T4为线圈端部对地绝缘厚度；
[0037] 线圈槽内去除对地绝缘与防晕绝缘后的截面尺寸，宽度WC和高度肥；
[0038] WC=WA-2T1
[0039] 肥=HAD?N-2T1
[0040] 槽内剩余空间计算：
[0041] Wa=WS-W
[0042] 化二服-2H-服D-WI皿-WIHM-WI皿
[0043] 其中，Wa为槽内宽度方向余量，化为槽内高度方向余量，WS为槽宽，服为槽高，服D 为槽模厚度，WIHI为槽模下绝缘垫片厚度。WHIM为槽内上下层线圈间绝缘垫片厚度，WI皿 为槽底绝缘垫片厚度；
[0044] 步骤3、建立线圈的空间几何模型，并计算线圈上层边底部中点处半径RR1，线圈 下层边底部中点处半径RR2,线圈上下层边间张角化i，线圈接线侧与非接线侧鼻端轴向投 影长度E1、E2,线圈上下层边底部中点处对应的每槽弧长tl，t2 ;
[0045] 槽口处绝缘厚度化1;
[0046] hhl=Wmu+T化T1+CS
[0047] 槽内上下层线圈间绝缘厚度化2 :
[0048] 化2 =WIHM巧订化T1+C巧
[0049] 线圈上层边底部中点处半径RR1:
[0050]
[0051] 其中，D2为定子铁巧内径；
[0052] 线圈下层边底部中点处半径RR2 :
[0053]RR2 =RRl+HC+hh2
[0054] 线圈上下层边间张角化i;
[00巧]
[005引其中，NS为电机定子槽数，TAW为电机定子线圈节距，fail、化12分别为上下层线 圈中屯、线与线圈中屯、线的夹角；
[0057] 线圈接线侧与非接线侧鼻端轴向投影长度E1，E2 :
[0058]E1 =畑1+HB-HBD-2T3
[0059]E2 =畑化皿-2T3
[0060] 其中，RDURD2分别为线圈接线侧与非接线侧的弯弧半径；
[0061] 线圈上下层边底部中点处对应的每槽弧长tl，t2:
[0064] 步骤4、判定线圈上下层边是否需要弯弧，若需要弯弧，则根据空间几何位置，计算 上层线圈弯弧半径及弧长，并将弧长和m代入后续的参数计算，反之，则将弦长岳和品 代入计算；
[0065] 步骤5、计算线圈端部轴向投影长，线圈端部斜边弧长，线圈直线部中屯、线长度，线 圈直线部分两端弯弧的中屯、距，线圈平均应长；
[0066]BD=WD+Ba
[0067]
[0068]CC0 =AA1 ?tan(seitaD)
[006引其中，Ba为给定的线圈端部间隙，抓为线圈端部中屯、距假定值，tl为定子齿距，seitaD为线圈端部与铁巧端面夹角的假定值，AA1为步骤4确定的线圈上层边弦长或弧长， CC0为线圈端部轴向投影长度的假定值；
[0070]重新计算端部间隙：
[0073] B1 =tl?sin(seital)
[0074] B2 =t2 ?sin(seita2)
[00巧]Bal=Bl-WD
[0076]Ba2 =B2-WD
[0077]
[0078] 其中，seital为线圈上层边与铁巧端面夹角，seita2为线圈下层边与铁巧端面夹 角,B1为线圈上层边細}部中心距,B2为线圈下层边細}部中心距,Bal为线圈上层边与相邻线 圈上层边端部间距，Ba2为线圈下层边与相邻线圈下层边端部间距；
[007引将Bal与Ba作比较，若则用CC代替CC0并重新计算，直至 Ba， Bal-Ba --^此时，CC即为线圈端部轴向投影长度的设计值，seital，seita2分别为线圈上Ba， 下层边与铁巧端面夹角的设计值，其中，C为设定的误差值；
[0080] 线圈上下层边端部斜边弧长S1、S2的确定：
[0083] 其中，AA2为步骤4确定的线圈下层边弦长或弧长；
[0084] 线圈上下层边直线部分中屯、线长度12、L3的确定：
[0085]L2 =L3 =L02LD巧LE
[0086] 其中，LC为铁巧长，LD为铁巧端部齿压板轴向长度，LE为线圈直线部分伸出铁巧 长度；
[0087] 线圈上下层边直线部分两端弯弧的中屯、距XI、X2的确定：
[0090] 其中，rdl为线圈直线部两端弯弧半径，rd2为端部斜边与鼻端连接处的弯弧半 径；
[0091] 线圈平均应长LLM的确定：
[0095] 其中，Kl、K2分别为考虑线圈上下层边直线部两端、端部斜边鼻端处的弯弧系数， RD为线圈端部鼻端半径；
[0096] 步骤6、计算线圈梭形参数。
[0097] 优选的，所述步骤4判定线圈上下层边是否需要弯弧的方法如下：
[0098] 上下层线圈边中屯、距离电机中屯、的距离奸、gi;
[0099] 奸=RRl+hhl
[0100] gi=RRl+hhl+HC+hh2
[0101] 上、下层线圈端部投影和品的弧长：
[0102]
[0104] 由解析几何可W确定直线方程ek对应的方程Ax+By+C= 0,其中，e为上层线圈