孟大伟，姜明丽

(哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨150080)

0 引言

电机的重要技术经济指标之一是重量功率比，即kg/kW。减薄主绝缘可以提高槽利用率，从而达到减小重量功率比，减小电机体积和制造成本的目的[1]。以往多采用实验的方法减薄主绝缘[2]，而实验的方法不能直观的反映电场对主绝缘的作用。利用有限元方法对绝缘层电场进行分析计算，就可以获得绝缘层表面的电场分布情况[3－5]。在此基础上，来优化绝缘尺寸与结构，对于高效节能电机的研究具有重要意义。

本文以YKK400－6(690 kW)中型高压异步电机为参考样机，运用有限元方法对电机定子槽部电场、角部电场和端部电场进行计算分析，计算结果可以为定子主绝缘的减薄和优化结构提供理论依据。同时，通过介质损耗角正切实验和和瞬时工频击穿电压试验，验证了减薄后的绝缘厚度能够满足电机运行的需要。

1 定子槽部电场计算

电机绝缘结构中对电场的求解，可归纳为边值问题[6]，即

式中:Ω为定解场域;Γ1为电势已知的边界;Γ2为电势的法向导数等于零的边界;Γin为不同介质的分界线。

电机的槽部电场和角部电场可近似为二维场进行计算[7]，而端部由于其结构的复杂性，采用三维场进行计算。

1.1 定子槽部电场有限元数值方程

选用样机的额定电压为6 000 V，定子槽宽为11.9 mm，高为69.5 mm，层间绝缘厚为2 mm，主绝缘为1.5 mm。以定子槽宽度方向为x轴，高度方向为y轴，结合电机的实际尺寸建立计算模型。绝缘材料按均匀、线性、各向同性媒质处理，忽略槽楔对电场的影响，槽内间隙均按真空处理。……