CN101986513A - 伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组 - Google Patents
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Abstract
一种伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组结构，其特征是定子槽为30槽，极数8极，相数3相，每极每相槽数是5/4，其定子绕组设计成单双层迭绕组，每相8个线圈，每个线圈的节距都为4，其中4个线圈每圈匝数为n匝，另外4个线圈都是2n匝，二种线圈的匝数比有1:2的关系，8个线圈都是开口线圈串联，3相对称分布，构成单双层迭绕组，30个槽中10个槽为单层，20个槽为双层，与相对应的定子冲片30槽，是由二种槽构成的，其中12个槽为大槽，其余18个槽为小槽。这种特殊的分数槽单双层迭绕组，比传统迭绕组基波绕组系数提高0.75%，而磁势谐波减少60.3%，且线圈制造的下线工艺与传统迭绕组完全一样，降低了传统设计的电机的振动、噪声、温升，提高了效率和转矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机绕组，具体地说是一种伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组。
背景技术
伺服永磁同步电动机一般功率不大，体积小，极数多为6极、8极、10极，槽数少，故每极每相槽数多为分数，其三相绕组一般按传统的分数槽短距设计，例如3相8极30槽的电机，每极每相槽数为5/4，一般按跨距设计成1-4即短距ß=4/5的双迭三相绕组，这种绕组5次谐波被消弱，但7、11、13···次谐波大，变频调速时由于磁势谐波大，磁势正弦性差，电机振动噪声大，谐波铁损耗大、温升高、力矩小，这种状况希望通过绕组的新设计给予改善。
发明内容
本发明的目的就是针对上述情况，提出一种伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组，达到能同时对5、7、11、13、17、19···次谐波都能较大削弱的目的，使磁势正弦性良好，电机振动噪声减小，温升降低，输出力矩平稳并提高的目的。
本发明是这样来实现的：电机每相由8个跨距均为1-5的线圈组成，其中4个线圈每个线圈的匝数为n，另外4个线圈的匝数则为2n，3相互差120°，构成3相对称的单双层迭绕组结构。这样构成的绕组使得30个槽中10个槽中为单层绕组，20个槽中为双层绕组，定子铁芯是由定子冲片迭压形成的，铁芯轴向斜半个槽距，定子冲片上冲有30个槽，是二种槽，按大、小、小、大、小的规律分布。
本发明的优点：1、实现了每极每相槽数为5/4的单双层迭绕组，1/3的槽数为单层，节省了绝缘材料，增加了散热效果；2 、这种单双层迭绕组磁势正弦性好，对5、7、11、13、17、19···次谐波都有较大削弱，达到正弦绕组要求，而且比不等匝同心式单双层绕组跨距小，端部短，节省电磁线和减少电抗，工艺更简单，与传统迭绕工艺完全一致；3 、与之对应的定子冲片为大小槽结构，节省了槽面积，充分利用了导磁截面，提高了冲片的冲制工艺性，增加了齿的宽度。
附图说明
图1为本发明的绕组布置图。
图2为本发明的定子冲片结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明
实施例为一种伺服永磁同步电动机，功率22Kw,电压330v，3相，Y接，额定电流45A，额定转速2000r/min，定子槽为30槽，极数为8极，每极每相槽数为5/4，转子为永磁切向结构（具体的结构省略陈述）。
如图1所示，定子槽数为30槽，极数为8极，每极每相槽数为5/4，是分数槽，3相对称布置，其中u相出线槽标记为uu。由8个线圈1-5,2-6；9-13,10-14；16-20,17-21；24-28，25-29组成，均为开口线圈串联，其中1-5，10-14，16-20，25-29四个线圈每圈4匝（n匝），2-6,9-13,17-21,24-28四个线圈，每圈为8匝（2n匝），8个线圈的节距都为4，而匝比为1:2。同理v相（vv。），w相（ww。）都由8个线圈组成，节距都为4，匝比关系都为1:2，规律和布置与u相（uu。）相同，但u，v，w三相位置互差120°，构成三相对称单双层迭绕组。为清楚起见，图1中标出了vv0，ww0的出线位置。
如图2所示，定子冲片，外圆直径181，内圆直径110，定子槽为30槽，其中有12个大槽，18个小槽，定子冲片上30槽编有槽号，
按照槽号1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,
19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30的顺序大小槽分配规定为大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；所有大槽的槽形相同，所有小槽的槽形相同，按照槽号下线就完全确定了本发明的具体结构。
这种大小槽的分布，与一般单相整数槽正弦绕组设计的大小槽是连续分布的不同，也与一般隐极同步发电机或电动机的磁极正弦大小槽（或大小齿）分布方式不同，而是根据分数槽单双层迭绕组的特征来分布大小槽，目的是充分利用导磁面积，使槽满率相同，而不浪费槽空间，使得温升降低，漏磁少。
对三相磁势分析，可知基波绕组系数提高0.75%，磁势谐波减少了60.3%，使电机振动、噪声、温升明显减少，效率提高，输出力矩特性更好，通过上述技术发明，达到了本发明的目的。
Claims (2)
1.一种伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组，其特征是定子槽为30槽，极数8极，相数3相，每极每相槽数为分数5/4，这种分数槽绕组，每相由8个线圈组成，每个线圈的节距都为4，其中u相绕组8个线圈为1-5,2-6；9-13,10-14；16-20,7-21；24-28，25-29均为开口线圈串联，而1-5，10-14，16-20，25-29四个线圈，每周4匝，2-6,9-13,17-21,24-28四个线圈，每周8匝，二种相同节距的线圈匝数匝比有1:2的固定关系，v相，w相规律与u相相同，三相互差120°，构成分数槽单双层迭绕组，三相绕组对称，Y接引出。
2.如权利要求1所述一种伺服永磁同步电动机分数槽单双层迭绕组，其特征是电机定子冲片为30槽，是大小槽结构，按照槽号1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30的顺序大小槽分配规定为大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；大，小，小，大，小；所有大槽的槽形相同，所有小槽的槽形相同。
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