CN102624180A - 一种集中绕组永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
一种集中绕组永磁同步电机，包括定子和转子，定子包括定子铁心和集中式绕组，定子铁心由冲有若干齿的导磁冲片叠成，转子包括转子铁芯和磁钢；导磁冲片的齿数和转子极数之比为1.5。本发明将定子齿内圆设计为和转子外圆偏心形状，形成了转子与定子之间的非均匀气隙，使定子内侧的气隙磁密正弦分布，转子旋转时，定子绕组耦合出正弦良好的反电势。同时增大了电机定子相间磁阻，降低了相间漏抗，提高了电机的功率因数及深度弱磁的峰值功率，还平缓了电机齿极间的磁密突变程度，降低了电机的齿槽力矩和噪音。
Description
技术领域:
本发明涉及电学领域，尤其涉及永磁同步电机，特别是一种集中绕组内嵌永磁同步电机。
背景技术:
在永磁同步电机的类型中，常规的集中绕组永磁同步电机为了获取具备良好正弦性的反电势波形，将电机的转子设计为均匀气隙，这样造成了三方面的损失：一方面不均匀的转子在高速旋转时产生了风损，若用在空调压缩机及油冷环境下会产生不可忽略的损耗；另一方面，对于大功率的永磁同步电机，采用内置式永磁体的转子时，转子非均匀气隙设计使交轴方向的气隙尺寸增大，降低了电机的磁阻力矩分量和功率密度；第三方面，在较高弱磁倍数驱动时，不能避免定子通过转子表面的直接漏抗，，功率下降快，机械特性软。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种集中绕组永磁同步电机，所述的这种集中绕组永磁同步电机要解决现有技术中的集中绕组永磁同步电机转子的均匀气隙设计存在的风损、磁阻力矩和功率密度低、机械特性软的技术问题。
本发明的一种集中绕组永磁同步电机，包括定子和转子，所述的定子包括定子铁心和集中式绕组，所述的转子包括转子铁芯和磁钢，其中，所述的定子铁心由冲有复数个齿的导磁冲片叠成，所述的导磁冲片中的齿数与转子的极数之比为1:1.5。
进一步的，所述的集中式绕组为三相绕组。
进一步的，所述的转子上设置有磁体。
进一步的，所述的转子是内转结构或者外转结构。
进一步的，所述的转子设置在所述的定子内，转子与定子的外圆同心，转子的外圆与定子之间设置有间隙，任意一个所述的导磁冲片中均设置有两个以上数目的缺口，所述的缺口沿圆周方向等弧度地分布在导磁冲片中，复数个导磁冲片沿轴向重叠后，导磁冲片中的缺口构成定子铁心内壁中的槽，缺口均开口于导磁冲片的内侧，任意两个相邻的开口之间的部分均呈齿形，任意一个齿形部分的中部的内侧边缘均位于一个第一圆周上，所述的第一圆周与转子或者定子的外圆的同心并与转子的外圆保持有间隙，任意一个齿形部分的一个尖端的内侧边缘均位于所述的第一圆周以外且与第一圆周保持有间隙。
进一步的，所述的绕组线圈为集中绕组形式。
进一步的，所述的转子中贴装或者嵌装有永磁体。
进一步的，任意一个齿形部分的内侧边缘均各自位于一个齿内圆弧上，任意一个所述的齿内圆弧的圆心均偏离转子的轴心。
进一步的，铁心内壁呈在圆周向上连续的波浪面。
进一步的，任意一个导磁冲片的内侧边缘与转子外圆之间的最大间隙与最小间隙之比为1.5～1.8比1。
本发明的工作原理是：转子与铁心内壁之间的间隙形成气隙，转子与铁心内壁之间采用非均匀气隙，能使定子内侧的气隙磁密正弦分布，当转子旋转式电机的定子绕组将耦合出正弦良好的反电势。冲片槽口的气隙尺寸大于冲片齿的尺寸，增大了电机定子相间磁阻，有效降低了相间漏抗，有效提高了电机的功率因数及深度弱磁的峰值功率。不均匀的气隙平缓了电机齿极间的磁密突变程度，降低了电机的齿槽力矩和噪音。
本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明在集中绕组永磁同步电机的转子与铁心内壁之间采用非均匀气隙，使定子内侧的气隙磁密正弦分布，转子旋转时，电机的定子绕组耦合出正弦良好的反电势。冲片槽口的气隙尺寸大于冲片齿的尺寸，增大了电机定子相间磁阻，有效降低了相间漏抗，有效提高了电机的功率因数及深度弱磁的峰值功率。不均匀的气隙平缓了电机齿极间的磁密突变程度，降低了电机的齿槽力矩和噪音。
附图说明：
图1是本发明的一种集中绕组永磁同步电机中的定子铁芯示意图。
图2是图1中A局部的放大视图。
图3是本发明的一种集中绕组永磁同步电机中的定子铁的另一个示意图。
具体实施方式：
实施例1:
如图1、图2和图3所示，本发明的一种集中绕组永磁同步电机，包括定子和转子，所述的定子包括定子铁心和集中式绕组，所述的转子包括转子铁芯和磁钢，其中，所述的定子铁心由冲有复数个齿的导磁冲片1叠成，所述的导磁冲片1中的齿数与转子的极数之比为1:1.5。
具体的，导磁冲片1由硅钢片冲制而成。
进一步的，所述的集中式绕组为三相绕组。
进一步的，所述的转子上设置有磁体。
进一步的，所述的转子是内转结构或者外转结构。
进一步的，所述的转子设置在所述的定子内，转子与定子的外圆同心，转子的外圆与定子之间设置有间隙，任意一个所述的导磁冲片1中均设置有两个以上数目的缺口，所述的缺口沿圆周方向等弧度地分布在导磁冲片1中，复数个导磁冲片1沿轴向重叠后，导磁冲片1中的缺口构成定子铁心内壁中的槽，缺口均开口于导磁冲片1的内侧，任意两个相邻的开口之间的部分2均呈齿形，任意一个齿形部分2的中部的内侧边缘均位于一个第一圆周3上，所述的第一圆周3与转子或者定子的外圆4的同心并与转子的外圆保持有间隙，任意一个齿形部分2的一个尖端的内侧边缘均位于所述的第一圆周3以外且与第一圆周3保持有间隙。
进一步的，所述的绕组线圈为集中绕组形式。
进一步的，所述的转子中贴装或者嵌装有永磁体。
进一步的，任意一个齿形部分2的内侧边缘均各自位于一个齿内圆弧上，任意一个所述的齿内圆弧3的圆心均偏离转子外圆4的轴心。
进一步的，铁心内壁呈在圆周向上连续的波浪面。
进一步的，任意一个导磁冲片1的内侧边缘与转子外圆之间的最大间隙gmax与最小间隙gmin之比为1.5～1.8比1。
本实施例的工作原理是：转子与铁心内壁之间的间隙形成气隙，转子与铁心内壁之间采用非均匀气隙，能使定子内侧的气隙磁密正弦分布，当转子旋转式电机的定子绕组将耦合出正弦良好的反电势。冲片槽口的气隙尺寸大于冲片齿的尺寸，增大了电机定子相间磁阻，有效降低了相间漏抗，有效提高了电机的功率因数及深度弱磁的峰值功率。不均匀的气隙平缓了电机齿极间的磁密突变程度，降低了电机的齿槽力矩和噪音。
Claims (10)
1.一种集中绕组永磁同步电机，包括定子和转子，所述的定子包括定子铁心和集中式绕组，所述的转子包括转子铁芯和磁钢，其特征在于：所述的定子铁心由冲有复数个齿的导磁冲片叠成，所述的导磁冲片中的齿数与转子的极数之比为1:1.5。
2.如权利要求1所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的集中式绕组为三相绕组。
3.如权利要求1所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的转子上设置有磁体。
4.如权利要求1所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的转子是内转结构或者外转结构。
5.如权利要求1所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的转子设置在所述的定子内，转子与定子的外圆同心，转子的外圆与定子之间设置有间隙，任意一个所述的导磁冲片中均设置有两个以上数目的缺口，所述的缺口沿圆周方向等弧度地分布在导磁冲片中，复数个导磁冲片沿轴向重叠后，导磁冲片中的缺口构成定子铁心内壁中的槽，缺口均开口于导磁冲片的内侧，任意两个相邻的开口之间的部分均呈齿形，任意一个齿形部分的中部的内侧边缘均位于一个第一圆周上，所述的第一圆周与转子或者定子的外圆的同心并与转子的外圆保持有间隙，任意一个齿形部分的一个尖端的内侧边缘均位于所述的第一圆周以外且与第一圆周保持有间隙。
6.如权利要求5所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的绕组线圈为集中绕组形式。
7.如权利要求5所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：所述的转子中贴装或者嵌装有永磁体。
8.如权利要求5所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：任意一个齿形部分的内侧边缘均各自位于一个齿内圆弧上，任意一个所述的齿内圆弧的圆心均偏离转子的轴心。
9.如权利要求5所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：铁心内壁呈在圆周向上连续的波浪面。
10.如权利要求5所述的一种集中绕组永磁同步电机，其特征在于：任意一个导磁冲片的内侧边缘与转子外圆之间的最大间隙与最小间隙之比为1.5～1.8比1。
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