一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电机技术领域，属于电气工程领域，尤其设及一种提高核电发电 机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子结构。
【背景技术】
[0002] 核电汽轮发电机是我国的重大装备，大型核电汽轮发电机功率较大，功率等级通 常在IOOCMW及W上；定子电压等级通常为24kV和27kV的高电压，发电机定子额定电流高 达几万安培。核电汽轮发电机较高的电磁负荷与热负荷制约核电汽轮发电机容量的提高。 核电汽轮发电机定子线圈的绝缘直接关系到发电机的运行可靠性、寿命和技术经济指标。 因为核电汽轮发电机的定子线圈在运行中，要长期经受高电压、高溫、交变电磁力等诸多因 素的作用。高电压的作用是使绝缘介质随时间延长损耗加大，加速绝缘老化，从而容易引起 电晕、电腐蚀、甚至引起放电，造成运行中的核电汽轮发电机短路和绝缘击穿。当溫度变化 时发电机定子绝缘受拉伸和压缩的热应力；同时绝缘长期处于发热体中，溫升过高会加速 绝缘老化。
[0003] 对于汽轮发电机高电压的定子端部绕组，渐开线之间有相当高的电位差，同相内 的渐开线电位均匀分配，而相间的渐开线之间电位差较大，所W现有的大型发电机容量 600MW及W上的定子线圈端部渐开线之间和鼻端接头设计为异相间距比同相间距大。设计 时往往采用没个相组线圈跨距微量递减或长度转弯口的变化，使异相间的线圈间隙大和鼻 端接头距离增大，而同相间距均匀。然而运种结构，整台定子线圈在制造中需要多套模具， 较为复杂。因此，开发一种提高核电发电机绝缘寿命，同时简化绕组制造模具的新型大容量 核电汽轮发电机定子结构至关重要。
【发明内容】
[0004] 本实用新型需要解决的技术问题是如何提高核电发电机定子绕组绝缘使用寿命， 同时简化发电机定子绕组制造模具，保障核电汽轮发电机安全、稳定运行。
[0005] 为了解决W上技术问题，本实用新型公开了一种提高核电发电机绝缘寿命的周向 非均匀开槽的定子，通过在发电机定子铁忍周向非均匀开槽，实现发电机定子同相绕组间 距小于异相绕组间距，有效防止绝缘老化，避免电晕、电腐蚀及放电等造成运行中的核电汽 轮发电机短路和绝缘击穿事故的发生，提高发电机定子绕组绝缘使用寿命。此外，在定子较 大齿上开设轴向通风孔，提高发电机定子大齿和辆的冷却效果。
[0006] 本实用新型所公开的一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子可 W有效地解决W往异定子均匀开槽时为了抑制端部绕组电晕而采用多套模具绕制线圈使 定子绕组渐开线形成不等间距的巨大缺陷，提高发电机定子绕组的制造效率。
【附图说明】
[0007] 当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来 提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实 用新型的不当限定。
[0008] 当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新 型W及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一 步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用 新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0009] 图1为适用于单层绕组的发电机非均匀开槽的定子；
[0010] 图2为适用于双层绕组的发电机非均匀开槽的定子；
[0011] 图3为适用于双层绕组的发电机非均匀开不同深度槽的定子； 阳01引图4为同相槽和异相槽内上、下层绕组与层间绝缘。
【具体实施方式】
[0013] 参照图1-4对本实用新型的实施例进行说明。
[0014] 为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对 本实用新型作进一步详细的说明。
【具体实施方式】 [0015] 一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种提高核电发电机 绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，在定子铁忍1沿周向方向开设非等跨距分布的矩形槽 2。
【具体实施方式】 [0016] 二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的采用单层绕组的 发电机定子，相邻极相组槽之间齿宽m大于同一极相组槽之间齿宽n，同一极相组槽之间齿 宽n相等；相邻极相组槽之间定子齿3中屯、线上开设轴向通风孔4-1，实现对相邻极相组槽 之间定子齿3和定子辆5进行冷却。
[0017]
【具体实施方式】结合图2说明本实施方式，本实施方式所述的采用双层绕组的 发电机定子，同相槽2-1之间齿宽G小于异相槽2-2之间齿宽H，任意相邻的同相槽2-1 之间齿宽相等。相邻极相组槽之间及异相槽之间的定子大齿9中屯、线上开设轴向通风孔 4-2,对相邻极相组槽之间及异相槽之间定子大齿9和定子辆5进行冷却；W定子54槽、按A-Z-B-X-C-Y60度相带划分、绕组节距为23为例，定子槽逆时针方向编号为#1-#54 槽（A-A)、# 10-# 14 槽（Z-Z)、# 19-#23 槽（B-B)、#28-#32 槽（X-X)、#37-#41 槽（C-C)、#46-#50 槽（Y-Y)的槽间距小于 #6-#9 槽（A-Z)、#15-#18 槽（Z-B)、#24-#27 槽（B-X)、#33-#36 槽 (X-C)、#42-#45 槽（C-Y)、#51-#54 槽（Y-A)的槽间距。
【具体实施方式】 [0018] 四：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述的双层绕组的发电 机定子，根据具体需要，除了同相槽2-1和异相槽2-2设置为相同结构，还可W将异相槽2-2 槽深设置为大于同相槽2-1槽深的结构，进而使得异相槽2-2的上层绕组6-2和下层绕组 7-2之间的层间绝缘8-2厚度大于同相槽2-1的上层绕组6-1和下层绕组7-1之间的层间 绝缘8-1厚度；同相槽2-1的上层绕组6-1与异相槽2-2的上层绕组6-2尺寸相同；同相槽 2-1的下层绕组7-1与异相槽2-2的下层绕组7-2尺寸相同。
【具体实施方式】 [0019] 五：结合图4说明本实施方式，本实施方式所述的不同槽深度的双 层绕组发电机定子，定子相邻极相组槽之间及异相槽之间的定子大齿9中屯、线上也开设轴 向通风孔4-2,实现对定子大齿9的冷却。
【具体实施方式】 [0020] 六：结合图1-2说明本实施方式，本实施方式所述的单层绕组和双 层绕组等槽深非均匀开槽的定子制造时只需采用一套或两套模具，定子等槽深非均匀开槽 结构在解决防止电晕的同时，可W极大地降低定子线圈制造模具的复杂程度，避免传统定 子均匀开槽时为了抑制端部绕组电晕而采用多套模具绕制线圈使定子绕组渐开线形成不 等间距的巨大缺陷。
[0021] 虽然W上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解， 运些【具体实施方式】仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的原理和实质的 情况下，可W对上述方法和系统W及定子冷却结构的细节进行各种省略、替换和改变。例 如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能W实现实质相同的 结果则属于本实用新型的范围。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
[0022] 表1定子槽内上下层绕组所属相带（54槽，节距23)
[0023]
【主权项】
1. 一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，其特征在于：核电发电机 定子铁芯（1)的矩形槽（2)沿周向方向为非等跨距分布。2. 根据权利要求1所述的一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，其 特征在于：对于采用单层绕组的发电机定子，相邻极相组槽之间齿宽（m)大于同一极相组 槽之间齿宽（n)，同一极相组槽之间齿宽（η)相等；相邻极相组槽之间定子齿（3)中心线上 开设轴向通风孔（4-1 )，对相邻极相组槽之间定子齿（3)和定子辄（5)进行冷却。3. 根据权利要求1所述的一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，其 特征在于：对于采用双层绕组的发电机定子，同相槽（2-1)之间齿宽（G)小于异相槽（2-2) 之间齿宽（H)，任意相邻的同相槽（2-1)之间齿宽相等；相邻极相组槽之间及异相槽之间的 定子大齿（9)中心线上开设轴向通风孔（4-2)，对相邻极相组槽之间及异相槽之间定子大 齿（9)和定子辄（5)进行冷却；以定子（54)槽、按（A-Z-B-X-C-Y) 60度相带划分、绕组节 距为23为例，定子槽逆时针方向编号为（#1-#54) ;(#1-#5)槽（A-A)、（#10-#14)槽（Z-Z)、 (#19-#23)槽（B-B)、（#28-#32)槽（X-X)、（#37-#41)槽（C-C)、（#46-#50)槽（Y-Y)的槽间 距小于（#6-#9)槽（Α-Ζ)、（#1δ-#18)槽（Z-B)、（#24-#27)槽（B-X)、（#33-#36)槽（X-C)、 (M2-M5)槽（C-Y)、（#51-#54)槽（Y-A)的槽间距。4. 根据权利要求3所述的一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，其 特征在于：根据具体需要，除了同相槽（2-1)和异相槽（2-2)设置为相同结构，还可以将异 相槽（2-2)槽深设置为大于同相槽（2-1)槽深的结构，进而使得异相槽（2-2)的上层绕组 (6-2)和下层绕组（7-2)之间的层间绝缘（8-2)厚度大于同相槽（2-1)的上层绕组（6-1) 和下层绕组（7-1)之间的层间绝缘（8-1)厚度；同相槽（2-1)的上层绕组（6-1)与异相槽 (2-2)的上层绕组（6-2)尺寸相同；同相槽（2-1)的下层绕组（7-1)与异相槽（2-2)的下层 绕组（7-2)尺寸相同；相邻极相组槽之间及异相槽之间的定子大齿（9)中心线上也开设轴 向通风孔（4-2)，实现对定子大齿（9)的冷却。5. 根据权利要求1或2或3或4所述的一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开 槽的定子，其特征在于：对于单层绕组和双层绕组等槽深非均匀开槽的定子制造时只需采 用一套或两套模具，定子等槽深非均匀开槽结构在解决防止电晕的同时，可以极大地降低 定子线圈制造模具的复杂程度，避免传统定子均匀开槽时为了抑制端部绕组电晕而采用多 套模具绕制线圈使定子绕组渐开线形成不等间距的巨大缺陷。
【专利摘要】本实用新型公开了一种提高核电发电机绝缘寿命的周向非均匀开槽的定子，旨在解决发电机不同相绕组间高电压对电机绝缘的伤害，通过定子铁芯周向非均匀开槽，实现同相绕组的间距小于异相绕组的间距，有效防止绝缘老化，避免电晕、电腐蚀及放电等造成运行中的核电汽轮发电机短路和绝缘击穿事故的发生，提高发电机定子绕组绝缘使用寿命。此外，在发电机定子较大齿上开设轴向通风孔，提高发电机大齿和轭的冷却效果，本实用新型所公开的周向非均匀开槽的发电机定子可以极大地简化发电机定子绕组制造模具，避免传统定子均匀开槽时为了抑制端部绕组电晕而采用多套模具绕制线圈使定子绕组渐开线形成不等间距的巨大缺陷，保障核电汽轮发电机安全、稳定运行。
【IPC分类】H02K3/38, H02K1/16, H02K3/28, H02K1/20
【公开号】CN205039629
【申请号】CN201520813575
【发明人】王立坤, 戈宝军, 陈雯, 陶大军
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月21日