冯相为, 张炳义

(沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110870)

0 引 言

高压电机定子通常采用成型绕组或半成型绕组，绝缘部分通常留有较大裕量，同时成型绕组、半成型绕组有较多缺陷，不仅绕组本身的生产成本高，而且需要配套开口槽或者半开口槽，导致卡式系数大，增大了有效气隙长度，使功率因数降低。对于永磁电机，气隙长度增大还会导致永磁体用量增大[1]。同时，开口槽还会导致永磁电机的齿槽转矩变大[2]，降低电机的转矩输出质量。这些因素增加了电机的制造成本，降低了电机的性能。

在高压电机上采用散嵌圆铜线绕组及闭口槽可以有效地解决这些问题。而对于高压电机采用散绕组，有必要在设计过程中验证其绝缘可靠性，是因为绝缘系统在很大程度上决定了高压电机的寿命和运行可靠性[3]。使用有限元法分析绝缘层电场，可以获得绝缘层的电场分布情况。

在有限元法和计算机辅助设计工具的帮助下，可以精确计算绝缘结构的性能，发现薄弱点并进行针对性优化，为高压电机定子应用散绕组创造了条件。定子采用散绕组，不仅能降低绕组本身的制造成本，而且能减少气隙长度，对于永磁电机可以节约永磁体用量，同时有利于降低定子齿谐波幅值、削弱气隙磁场谐波、增大功率因数。

文献[3]给出了高压电机采用成型绕组时绝缘材料和厚度的经验公式。文献[4]提出了成型绕组槽部、端部的电场分析和优化方法。文献[5]分析了大电机端部电场的分布情况并进行了优化。……