CN102170180B - 一种新型永磁外转子电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机技术领域。具体公开一种新型永磁外转子电机，包括定子组件和置于外部的轮壳式外转子，所述定子组件包括定子铁芯和绕设于定子铁芯上的定子线圈，所述定子铁芯为大小槽结构，该大小槽结构包括大槽和小槽，所述小槽的槽数和大槽的槽数数相同，所述小槽对应地分布在定子铁芯各齿的顶部，所述大槽的槽数与转子的极数之比为分数的分数槽式设计，所述大槽槽数和转子极数之比满足如下公式：(2p±1)/3∶2p，其中p为电机极对数；所述定子铁芯的总槽数为(2p±1)/3*2。该外转子电机在维持较高的工艺性能的基础上，电机的槽绝缘材料减少，绕组系数高，谐波含量小，确保电机高效率运行，能广泛地适用于前向式离心风机等电器设备中，确保其较好的使用性能。

Description

一种新型永磁外转子电机
技术领域
本发明属于电机产品技术领域。具体公开一种新型永磁外转子同步电机。
背景技术
现有永磁外转子电机大多数为集中绕组形式，如图1所示，永磁外转子电机包括定子2和转子1，所述定子2的槽数和转子1的极数之比为10∶9，例如，对于典型的10极电机，定子2为9个槽的结构。当电机运行在1000转/分以下时，电机运行频率只有几十赫芝，电机效率明显低于电机在高于1000转/分时的效率，电机运行在100HZ至200HZ区间效率最好。
例如，当将外转子电机应用于前向式离心风机时，应用中存在着效率不理想的问题，而这一问题的主要原因是电机运行频率较低，只有几十赫兹，而一般永磁同步电机理想运行频率150-250赫兹之间，但是由于电机速度不能改变，只能增加转子的成对永磁体极数，在1000转左右的转速，电机的极数要大于20极，按传统的设计方法电机定子的槽数也必须增多至20多个槽，这样使得电机整体工艺性较差，其绕组系数低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型永磁外转子电机，该外转子电机在维持较高的工艺性能的基础上，电机的槽绝缘材料减少，绕组系数高，确保电机高效率运行。
为了实现上述技术目的，本发明按以下技术方案实现的：
本发明所述的一种新型永磁外转子电机，包括定子组件和置于外部的轮壳式外转子，所述定子组件包括定子铁芯和绕设于定子铁芯上的定子线圈，所述定子铁芯为大小槽结构，该大小槽结构包括大槽和小槽，所述小槽的槽数和大槽的槽数数相同，所述小槽对应地分布在定子铁芯各齿的顶部，所述大槽的槽数与转子的极数之比为分数的分数槽式设计，所述大槽槽数和转子极数之比满足如下公式：(2p±1)/3∶2p，其中p为电机极对数，该小槽的设置大大地消减了电机定子逆序磁场影响，使得电机每极每相槽数q＝(2p±1)/6p＝1/3±1/6p。当p＝13(26极)时，q＝26/27，谐波系数极低。；此外，所述定子铁芯的总槽数为(2p±1)/3*2。
作为上述技术的进一步改进，所述大槽的数目是3的奇数倍，各大槽槽形一致，且成等距离均匀分布。
在本发明中，所述小槽为弧形凹槽，其弧度近似等于360/(2p±1)，p为电机极对数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)发明中：所述定子铁芯为该定子铁芯的大槽的槽数与转子极数之比为分数的分数槽式设计，所述大槽和转子极数之比满足((2p±1)/3)∶2p，其中p为电机极对数，电机可以实现多极少槽的配合方式，这样，在确保维持现有较高的工艺性能的基础上，电机的槽绝缘材料减少，绕组系数高，确保电机高效率运行。
(2)本发明中定子铁芯各齿的顶部对应设有一小槽，大大地消减了电机定子逆序磁场影响，使得电机每极每相槽数q＝(2p±1)/6p＝1/3±1/6p。当p＝13(26极)时，q＝26/27，谐波系数极低。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：
图1是现有技术中永磁外转子电机结构示意图；
图2是本发明中永磁外转子电机结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明所述的永磁外转子电机，包括定子组件和置于外部的轮壳式外转子1，所述定子组件包括定子铁芯2和绕设于定子铁芯2上的定子线圈3，所述定子铁芯2为该定子铁芯的大槽21的槽数与转子1的成对永磁体极数之比为分数的分数槽式设计，所述大槽21和转子1的极数之比满足((2p±1)/3)∶2p，其中p为电机极对数，所述定子铁芯2各齿的顶部对应设有一小槽4，该小槽4大大地消减了电机定子逆序磁场影响，使得电机每极每相槽数q＝(2p±1)/6p＝1/3±1/6p。当p＝13(26极)时，q＝26/27，谐波系数极低。
在本发明中，所述大槽21为3的奇数倍，且各大槽21槽形一致，且等距离均匀分布。此外，定子铁芯2各齿顶部的小槽22为弧形凹槽，其弧度近似等于360/(2p±1)
本发明中，大槽21的槽数与电机极数之比为3∶8，3∶10；9∶26，9∶28；15∶44；15∶46……，其中大槽21的槽数是3的奇数倍，3、9、15、21.....，电机极数为：3倍大槽数±1，电机极数必须是偶数。
图2所示的就是一个为26极9槽的电机，电机可以实现多极少槽配合，电机的槽绝缘材料减少，绕组系数高；此外，每个定子铁芯2各齿中间开有小槽22，大大地消减了电机定子逆序磁场影响，使得电机每极每相槽数q＝(2p±1)/6p＝1/3±1/6p。当p＝13(26极)时，q＝26/27，谐波系数极低。将本发明所述的外转子电机应用于前向式离心风机时，其运行频率150-250赫兹之间，有效地确保电机高效率运行。
本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (1)

1.一种新型永磁外转子电机，包括定子组件和置于外部的轮壳式外转子，所述定子组件包括定子铁芯和绕设于定子铁芯上的定子线圈，其特征在于：所述定子铁芯为大小槽结构，该大小槽结构包括大槽和小槽，所述小槽的槽数和大槽的槽数相同，所述小槽对应地分布在定子铁芯各齿的顶部，所述大槽的槽数与转子的极数之比为分数的分数槽式设计，所述大槽槽数和转子极数之比满足如下公式：(2p±1)/3：2p，其中p为电机极对数；所述定子铁芯的总槽数为(2p±1)/3*2；所述大槽的数目是3的奇数倍，各大槽槽形一致，且成等距离均匀分布；所述小槽为弧形凹槽，其弧度近似等于360°/(2p±1)，p为电机极对数。
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