專利名稱：一種發電機定子繞組及其繞線方法
技術領域：
本發明涉及一種發電機定子繞組及其繞線方法。
背景技術：
目前，在所見各種發電機中，定子繞組均由內環帶有開槽的矽鋼片組和漆包線(或者銅排)組成，漆包線按指定的規律卡在矽鋼片的開槽內，其共同的特征是，漆包線的有效發電部位均卡在矽鋼片的朝向圓心方向的卡槽里面。這種定子繞線方法保持了導線平行于磁轉子，使導線能夠“切割磁力線”來進行發電。同時，矽鋼片這種高導磁材料，在提高發電機發電效率的方面起著至關重要的作用，如果沒有矽鋼片作為漆包線的支架，而使用非導磁材料作為支架，發電機的發出電流就會極低。值得一提的是，磁力線在矽鋼片里面通過的時候是完全被矽鋼片約束的，即矽鋼片里面通過的磁場并未與定子線圈之間形成切割磁力線，而矽鋼片對發電效率的增強只能依靠矽鋼片內部連續變化的磁場使定子線圈產生感應電流。這一點，與變壓器的次級線圈產生電流的原理是一致的，均符合麥克斯韋方程組。在對發電機定 子繞組磁力線分析的基礎上，可以推知當矽鋼片相鄰的兩個齒分別通過轉子的N級和S級的時候，有磁力線通過的兩個齒槽根部C區的矽鋼片內，通過的磁力線數量與兩個齒A和B區各自通過的磁力線數量是相等的。就是說C區的矽鋼片內部是存在變化磁場的，而變化的磁場能產生感生電流，是可以用于發電的。從目前的發電機的繞組方式來看，C區磁場只有線圈一側利用了，另外的三個側面都沒有利用。
發明內容
為了提高發電機的發電效率，本發明提供一種全新特征的發電機定子繞組及其繞線方法。采用的技術方案是
一種發電機定子繞組，包括多個矽鋼片，每個矽鋼片上具有多個內槽齒和多個外槽齒，多個內槽齒和多個外槽齒在徑向上位置對應，多個內槽齒之間的間隙形成朝向圓心方向的內卡槽，多個外槽齒之間的間隙形成離開圓心方向的外卡槽。多個具有相同結構的矽鋼片重疊在一起形成發電機的定子。一種發電機定子繞組繞線方法，其特征在于包括以下工藝過程
在每個矽鋼片的卡槽內，以矽鋼片組圓環部分為軸，按照規定的方向纏繞成環形線圈。在該卡槽內將需要保持的線圈匝數一次纏繞完畢，然后才進入下一個卡槽，繼續按對應的方向在該卡槽內纏繞相同的匝數直至整個繞組纏繞完成。上述發電機定子繞組矽鋼片外槽齒高于矽鋼片內槽齒，矽鋼片外卡槽的空間大于矽鋼片內卡槽的空間，使得當繞組線圈在矽鋼片內卡槽內繞滿時，矽鋼片外卡槽外側還留有一部分空間，用于定子與外機殼之間的固定。在本發明所述發電機上的線圈繞組中，每項繞組的漆包線可以用一整根漆包線繞制完成，也可以在每個卡槽內用一根導線繞制本卡槽需要的線圈匝數，相鄰的卡槽之間漆包線用其他方法進行連接，包括但不限于焊接、鉸接等。本發明與傳統發電機繞組方法相比，本發明具有以下有益的技術效果
1、提高了對矽鋼片內變化磁場的利用率，傳統發電機定子矽鋼片內的磁場只有貼緊繞組線圈的部分參與了發電，兩側和外側都沒有繞組線圈，沒有起到發電作用；本發明的繞組繞線方法充分利用了矽鋼片內的變化磁場產生感生電流，在輸入功率不變的前提下，直接提高了發電電流強度。2、有更多的線圈長度參與到發電過程中，在傳統的發電機繞組中，卡槽之間有大量導線是沒有參與發電的，而該繞法使得卡槽之間的導線中的98%以上直接參與生成感應電流，進而提高了發電機定子線圈的發電利用率；
2、在不增加輸入機械能的前提條件下，提高了發電機的發電效率。
圖1是現有發電機定子繞組磁力線分析圖。圖2是本發明所提出的發電機定子繞組繞線方法及矽鋼片示意圖。圖3是本發明所提出的發電機定子繞組三維示意圖
具體實施例方式一種發電機定子繞組，包括矽鋼片1、矽鋼片I上具有多個內槽齒3和多個外槽齒4，多個內槽齒3和多個外槽齒4在徑向上位置對應，多個內槽齒3之間的間隙形成朝向圓心方向的內卡槽2,多個外槽齒4之間的間隙形成離開圓心方向的外卡槽5。多個相同結構的矽鋼片I重疊在一起構成發電機的定子。一種發電機定子繞組繞線方法，具體包括以下工藝過程
在每個矽鋼片的卡槽內，以矽鋼片組圓環部分為軸，按照規定的方向纏繞成環形線圈。在該卡槽內將需要保持的線圈匝數一次纏繞完畢，然后才進入下一個卡槽，繼續按對應的方向在該卡槽內纏繞相同的匝數直至整個繞組纏繞完成。根據本發明所提出的發電機定子繞組繞線方法，發電機定子漆包線進入對應的卡槽以后，在該卡槽內一次繞夠預計的匝數，然后離開該卡槽進入對應的下一個卡槽，按照規定的方向，在該卡槽內一次繞夠預計的匝數，重復以上操作直到完成各個規定的卡槽內的繞組完成。各個卡槽的繞組開始纏繞之前，要注意對漆包線與矽鋼片之間做絕緣墊層處理。本發明所提出的發電機定子繞組矽鋼片外槽齒4高于矽鋼片內槽齒3，矽鋼片外卡槽5的空間大于矽鋼片內卡槽2的空間，使得當繞組線圈在矽鋼片內卡槽2內繞滿時，矽鋼片外卡槽5外側還留有一部分空間，用于定子與外機殼之間的固定。上面結合附圖對本發明的實施進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種發電機定子繞組繞線方法，其特征在于包括以下工藝過程 在每個矽鋼片的卡槽內，以矽鋼片組圓環部分為軸，按照規定的方向纏繞成環形線圈，在卡槽內將需要保持的線圈匝數一次纏繞完畢，然后才進入下一個卡槽，繼續按對應的方向在該卡槽內纏繞相同的匝數直至整個繞組纏繞完成。
全文摘要
本發明公開了一種發電機定子繞組及其繞線方法，新型發電機定子繞組，包括多個矽鋼片，每個矽鋼片上具有多個內槽齒和多個外槽齒，多個內槽齒和多個外槽齒在徑向上位置對應，多個內槽齒之間的間隙形成朝向圓心方向的內卡槽，多個外槽齒之間的間隙形成離開圓心方向的外卡槽。多個具有相同結構的矽鋼片重疊在一起形成發電機的定子。本發明的繞組繞線方法充分利用了矽鋼片內的變化磁場產生感生電流，在輸入功率不變的前提下，直接提高了發電電流強度，在不增加輸入機械能的前提條件下，提高了發電機的發電效率。
文檔編號H02K15/085GK103051078SQ20121053834
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者楊猛, 祈立新, 何艷麗, 周帆 申請人:沈陽理工大學