專利名稱：一種大型水輪發(fā)電機(jī)定子線棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及大型水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種適用于大型水輪發(fā)電機(jī)的定子線棒。
技術(shù)背景定子線棒是電機(jī)制造中核心部件之一，而大型水輪發(fā)電機(jī)的定子線棒主要采用條式線棒，這種線棒的集膚效應(yīng)比較明顯會產(chǎn)生渦流損耗。為了減少定子線棒中的渦流損耗，傳統(tǒng)エ藝一般把定子線棒分成若干厚度較薄的股線，這樣股線中的環(huán)流可以被有效地限制。然而這些股線在端部由并頭套焊接到一起，使各根股線處于并聯(lián)狀態(tài)。由于每根股線在磁場中所處的位置不同，它們交鏈的磁通也有所不同，因此，不同股線之間存在電勢差，從而導(dǎo)致股線間形成環(huán)流。這種環(huán)流不但增加了定子的附加損耗，而且造成各股線溫升不同，容易導(dǎo)致股線出現(xiàn)過熱點，這對發(fā)電機(jī)的運行安全很不利，是造成電機(jī)效率降低、使用壽命縮短的重要原因。為了消除或減少環(huán)流所引起的損耗，通常在發(fā)電機(jī)定子線棒的設(shè)計和制造中引入了股線換位技術(shù)，如最初使用的羅貝爾換位方法，以及后來出現(xiàn)的不足360°換位、0° /360° /0°加槽部空換位段換位、O° /360° /0°延長換位、O° /540° /0°換位等不同股線換位方法。這些股線換位方法廣泛應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)的設(shè)計與制造中，得到很好的效果，并且股線換位技術(shù)也在不斷地發(fā)展。盡管不同水輪發(fā)電機(jī)可能采用的換位方式不同，但傳統(tǒng)的股線排列方式均是定子線棒每匝均由偶數(shù)根股線并聯(lián)而成，由于定子線棒直線部分需要換位的原因，線棒高度均要高出一根股線的高度，這樣就降低了槽的利用率，影響了發(fā)電機(jī)效率的提高。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實用新型提出了一種新的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種水輪發(fā)電機(jī)定子線棒，該定子線棒不僅達(dá)到傳統(tǒng)股線排列方式的優(yōu)點，而且能夠很好的抑制定子線棒中的環(huán)流，降低環(huán)流損耗，進(jìn)一步提聞槽的利用率。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為提供ー種定子線棒，其特征在于所述定子線棒包括由橫向排列為左右兩列的奇數(shù)根換位股線和設(shè)置在定子線棒端部用于保持定子線棒完整性的填充股線；所述換位股線在每半個節(jié)距內(nèi)換位一次，換位股線端部通過并頭套焊接在一起。按照本實用新型所提供的定子線棒，其特征在于所述換位股線外表面包有絕緣漆。按照本實用新型所提供的定子線棒，其特征在于所述換位股線換位處設(shè)置有用于加強(qiáng)絕緣保護(hù)的玻璃絲帶墊片。綜上所述，本實用新型所提供的定子線棒相比于現(xiàn)有的定子線棒具有如下優(yōu)點I、能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)股線排列的各種換位方式，且股線中渦流損耗減??；2、定子線棒機(jī)械應(yīng)カ小，柔韌性好，比較容易加工；3、同樣尺寸的線棒，可以多并聯(lián)ー根股線，線棒截面積相應(yīng)增大，電密減小，銅耗降低，同時能有效提高槽的利用率，進(jìn)ー步減小環(huán)流損耗；4、可使線棒減小一根股線的高度，起到減少兩根股線的效果，具有較大的使用價值。

圖I是當(dāng)股線股數(shù)為21時定子線棒的立體圖；圖2是當(dāng)股線股數(shù)為21時定子線棒的換位原理圖；圖3是圖I的俯視圖；圖4是沿圖3中A-A線的剖視圖；圖5是沿圖3中B-B線的剖視圖；圖6是沿圖3中C-C線的剖視圖；圖7是沿圖3中D-D線的剖視圖；圖8是沿圖3中E-E線的剖視圖。在所有這些示意圖中，為表達(dá)清楚起見，均采用特定根數(shù)的定子線棒，但此換位結(jié)構(gòu)適用于任意采用奇數(shù)根股線的定子線棒。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)ー步的說明。如圖I所示，該發(fā)電機(jī)定子線棒由奇數(shù)根換位股線構(gòu)成，換位原理為通過空出的一根股線位置進(jìn)行換位，同樣高度的股線，并聯(lián)股線個數(shù)比采用偶數(shù)根股線換位的方式多出一根，在同樣的槽型尺寸下，相比傳統(tǒng)股線換位方法提高了槽的利用率。在圖I中可以看出，左右兩側(cè)股線根數(shù)不同，右側(cè)比左側(cè)股線多出一根，且在生產(chǎn)實際中，多出的一根股線的放置位置可視具體槽型而定。如圖2所示，換位股線由21根股線組成，其中股線O用虛線表示此處為空股線(即空換位處，此處沒有股線存在)，在經(jīng)過一系列股線換位編制之后，定子股線前后兩端的排列順序不變。下面以由21根換位股線構(gòu)成的定子線棒為例，對定子線棒的換位原理進(jìn)行詳細(xì)地說明，如圖3-圖8所示。從圖3中可以看出，A-A位置是定子股線換位的起始階段，其截面圖如圖4所示，在圖4中共有21根股線，其中股線I左側(cè)為空換位處，本專利所采用的換位原理就是利用這一空換位段進(jìn)行換位。在下一位置處即B-B處，此時將股線I移動到股線21的下方，原來股線I的位置變?yōu)榭論Q位處。在C-C位置處，將股線2移動到原來股線I的位置處，即新的空換位處，同時將股線2上方的股線依次移動到本股線的下方，這樣移動后使原來股線11處變?yōu)榭論Q位處。在D-D處，將股線12右移到現(xiàn)在的空換位處。在下一位置E-E處，依次將股線13及其下方的所有股線上移一個股線位置，使原圖7中的股線I位置變?yōu)榭論Q位處。在該根定子線棒中的其他換位處，依次按照圖4至圖8的換位順序進(jìn)行換位，直到所有股線位置變換到和圖4中所示位置ー樣時，說明該根線棒所有股線換位完畢。該發(fā)電機(jī)定子線棒制作方法主要有兩種ー種方法是將股線折彎，然后將股線對齊，壓制成型，這種方法適合每匝股線數(shù)較少的線棒，因為相對于換位起始處，各股線K值不同；另ー種方法，可在不斷被抽出的漆包扁銅線兩側(cè)相應(yīng)設(shè)置兩套換位架，在扁銅線行進(jìn)的同時進(jìn)行換位。先將在位的一根股線向下壓，騰出空位，然后把要換位的一根股線推到空位上，這種方法抑制渦流效果較明顯，生產(chǎn)中應(yīng)用較多。以一臺1000MW水輪發(fā)電機(jī)為例，采用漏電勢法分別對采用傳統(tǒng)換位結(jié)構(gòu)80根股線和采用新型換位結(jié)構(gòu)81根股線時股線環(huán)流與損耗進(jìn)行對比。結(jié)果顯示，采用傳統(tǒng)換位結(jié)構(gòu)和采用新型換位結(jié)構(gòu)計算電機(jī)在全換位方式下的每根線棒環(huán)流損耗計算結(jié)果分別為137. 84W和133.51W。從計算結(jié)果可以看出，采用新型換位結(jié)構(gòu)的線棒中的環(huán)流損耗明顯降低。本實用新型所提供的定子線棒不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)股線排列的各種換位方式，具有各種傳統(tǒng)股線排列方式的優(yōu)點，能夠很好的抑制定子線棒中的環(huán)流，減小股線中的環(huán)流損 耗；同吋，由于在原有齒槽內(nèi)多増加了一根填充股線，有效地提高了槽的利用率。本實用新型對由附圖所示實施例的具體實施方式
做了進(jìn)ー步詳細(xì)說明，但不應(yīng)理解為本實用新型的保護(hù)范圍僅限于所描述的實例。
權(quán)利要求1.ー種定子線棒，其特征在于所述定子線棒包括由橫向排列為左右兩列的奇數(shù)根換位股線和設(shè)置在定子線棒端部用于保持定子線棒完整性的填充股線；所述換位股線在每半個節(jié)距內(nèi)換位一次，換位股線端部通過并頭套焊接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子線棒，其特征在于所述換位股線外表面包有絕緣漆。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子線棒，其特征在于所述換位股線換位處設(shè)置有用于加強(qiáng)絕緣保護(hù)的玻璃絲帶墊片。
專利摘要本實用新型公開了一種大型水輪發(fā)電機(jī)定子線棒，其特征在于所述定子線棒包括由橫向排列為左右兩列的奇數(shù)根換位股線和設(shè)置在定子線棒端部用于保持定子線棒完整性的填充股線；所述換位股線在每半個節(jié)距內(nèi)換位一次，換位股線端部通過并頭套焊接在一起。所述換位股線外表面包有絕緣漆。所述換位股線換位處設(shè)置有用于加強(qiáng)絕緣保護(hù)的玻璃絲帶墊片。該定子線棒不僅達(dá)到傳統(tǒng)股線排列方式的優(yōu)點，而且能夠很好的抑制定子線棒中的環(huán)流，降低環(huán)流損耗，進(jìn)一步提高槽的利用率。
文檔編號H02K3/12GK202503385SQ20122012097
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者孫洋, 孫玉田, 梁艷萍 申請人:哈爾濱理工大學(xué)