[发明专利]一种发电机的磁极结构

说明书

技术领域

本发明涉及发电机，具体是一种发电机的磁极结构。

背景技术

发电机设计中，为了避免分数槽绕组可能出现的噪声和振动，有些发电机采用了整数槽。但整数槽会使定子绕组中感应出以齿谐波为主的高次谐波电势，引起定子电势畸变增大，使电能质量不能满足要求。通常解决此问题的手段是改用定子铁心斜槽、选择较大的q值(每极每相槽数)等。但在大型发电机的工程设计中，定子铁心斜槽结构增加了设计、工艺和制造难度；选择较大的q值会使槽数大幅增加，加工难度大，成本高。特别地，在机组水头及直径受到限制的情况下，给电磁方案的优选带来困难。

发明内容

本发明的目的是针对常规技术手段的不足，提出一种发电机的特殊磁极结构，该结构能显著地削弱整数槽绕组带来的齿谐波，而又保证了特殊条件下电磁方案的优选。

本发明通过以下技术方案实现：

一种发电机的磁极结构，偶数个磁极沿发电机气隙周向均匀分布，相邻磁极极性相反，形成若干对磁极，所述磁极具有整体结构的极身和极靴，所述极身绕有励磁绕组，所述极靴设有若干阻尼条，沿极靴周向均布，阻尼条贯穿极靴，两端伸出极靴的两个端面，在磁极的两个端面分别设有阻尼环，所有磁极的阻尼条的两端分别焊接在两阻尼环上，构成一个笼状阻尼绕组；所述磁极的极靴中心线与极身中心线不在同一直线上，每对磁极的两极靴中心线相对于极间中心线相向或反向等距偏移一定弧度，形成在气隙周向上不均匀分布的特殊磁极。

所述磁极极靴中心线相对于极间中心线的偏移弧度为0.25定子齿距。

所述阻尼环是分段结构，由若干个弧段组合构成，弧段数量等于磁极数量，相邻弧段采用金属连接件连接。

所述金属连接件的材料与阻尼环的材料相同。

本发明的优点为：

本发明的发电机的磁极结构，能有效改善电机气隙磁场和空载电势中存在的齿谐波，提高发电机电能质量；设计、工艺和制造难度低，便于电磁方案优选，工程上易于实现；成本低，适用性强，可用于常规叠片式水轮发电机，特别适用于对尺寸要求严格的贯流式水轮发电机，具有很好的推广价值。

附图说明

图1 是本磁极的剖面图（转子局部，一对磁极）

图2 是本磁极的径向视图（转子局部，一对磁极）

图中标号表示：1-极身、2-极靴、3-阻尼条、4-阻尼环、5-励磁绕组、a-极靴中心线、b-极身中心线、c-极间中心线。

具体实施方式

如图1、图2所示：本发明提供了一种本发电机的磁极结构，偶数个磁极沿发电机气隙周向均匀分布，相邻磁极极性相反，形成若干对磁极。该磁极具有整体结构的极身1和极靴2，所述极身1绕有励磁绕组5，所述极靴2设有若干阻尼条3，沿极靴2周向均布，阻尼条3贯穿极靴2，两端伸出极靴2的两个端面，在磁极的两个端面分别设有阻尼环4，所有磁极的阻尼条3的两端分别焊接在两阻尼环4上，构成一个笼状阻尼绕组。

本发明的特征点在于：磁极的极靴中心线a与极身中心线b不在同一直线上，每对磁极的两根极靴中心线a相对于极间中心线c相向或反向等距偏移一定弧度，形成在气隙周向上不均匀分布的特殊磁极。也就是说，本磁极的极身1是周向均匀分布的，而极靴2是周向不均匀分布的。

阻尼环4是分段结构，由若干个弧段组合构成，弧段数量等于磁极数量，每一弧段对应一个磁极，相邻弧段采用金属连接件5连接；所述金属连接件5的材料与阻尼环4的材料相同。以上是发电机磁极的常规结构。

经理论计算和实验表明，极靴中心线a相对于极间中心线c的偏移距为0.25定子齿距时，效果最好，能大幅削弱气隙磁场中的齿谐波成份，改善电能质量。