永磁发电机定子槽形优化设计

永磁发电机的定子绕组就嵌放在定子槽内，定子槽对于不同极数、不同功率的永磁发电机有所不同。常用的永磁发电机定子槽形有四种。如图5-2a～d所示，它们分别为梨形槽、梯形槽、半开口槽和开口槽。前两种槽又称半闭口槽，由于这两种槽的定子齿是等宽的，亦称等齿宽槽。后两种定子槽的槽宽相等，又称等宽槽，等宽槽定子槽的定子齿宽不等，故又称不等齿宽槽。

（1）等齿宽定子槽形的设计

等齿宽槽的槽口b₀一般取b₁的1/2。h₀一般取0.8～1.0mm，对于大功率h₀常取1.0～1.2mm。α角通常取30°。h为定子槽深，常取h=（3.5～5.5）b₁，b₁=（0.55～0.65）t。b₁为定子内径的槽宽圆弧长，t为定子齿距。

在图5-2b和图5-2c中，槽底应为R=3～5mm圆角，使冲头寿命增长并使绕组的绝缘不会被破坏。

图5-2 常用的永磁发电机定子槽形

等齿宽定子槽的定子轭高h_j为

h_j=（b+2）t₁～（b+3）t₁ （5-26）(www.xing528.com)

式中中的b。

（2）开口槽和半开口槽

开口槽和半开口槽为等宽槽。定子槽等宽则定子齿不等宽，定子齿从槽口向槽底逐渐增宽，不利于齿部磁密导通，同时槽口宽，漏磁也大，还会增大气隙磁密的谐波分量。为了减小漏磁，往往采用磁性槽楔来减少漏磁。虽然漏磁减少了，但会增大谐波分量。

开口槽和半开口槽适用于大功率永磁发电机的扁铜线绕组。绕组事先绕好，并经绝缘处理，下线时整匝线圈从槽口嵌入槽内。设计时根据绕组形式计算好槽内放几匝。由于扁铜线截面大，在趋肤效应的作用下，使扁铜线的涡流损耗及环流损耗比多根圆铜线大得多。为了减少涡流损耗及环流损耗，线圈在端部要扭转换位，由于扁铜线截面较大又是多根并绕，因而绕组在端部扭转换位困难。

永磁发电机的定子槽宜采用梨形槽或梯形槽，因为这两种定子槽的定子齿是等宽齿，所以漏磁少、谐波分量小。每个导体可以采用多根圆铜漆包线并绕，减少趋肤效应带来的涡流损耗和环流损耗，同时还会减少铁心表面损耗和定子齿内的脉振损耗，永磁发电机的功率因数得以改善。采用多根圆铜漆包线绕组又容易实现绕组端部扭转换位。

中、大功率的永磁发电机绕组的每个导体往往是由几十根圆铜漆包线并绕，圆漆包线直径不宜超过1.60mm，否则嵌线困难。一般情况下可用直径1.0～1.5mm圆铜漆包线。