CN101986514B - 小型永磁高速电机六相绕组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型永磁高速电机六相绕组,定子槽数24槽,极数为10极,相数6相,在这种分数槽中安排有2个三相星形绕组,2个星形绕组线圈的节距都为2,每相绕组中有6圈线圈,其中2个为多匝线圈,4个为少匝线圈,多匝线圈的匝数是少匝线圈匝数的2倍,第一个星形三相A1、B1、C1互差120°电角度,第二个星形三相A2、B2、C2互差120°电角度,A2,B2,C2分别与A1,B1,C1互差30°电角度,两个星形绕组有公共接点,对外引出A1,B1,C1,A2,B2,C2共6个接线端,这种分数槽的双星形互移30°的六相绕组,短距并非11/12,也非同心式不等匝绕组,但都得到相带磁势谐波极小的效果,磁势谐波含量小于0.12%,突破了整数槽双星形互移30°六相绕组短距11/12或采用同心式不等匝绕组的方法,有实际应用意义。
Description
技术领域
本发明是涉及电机技术领域,尤其是一种小型永磁高速电机六相绕组。
背景技术
近年来,移动型电源装置、伺服永磁同步电动机为了实现小型化、高速化和高品质,研制新型小型永磁高速电机成为热点。如何在小型多极分数槽的电机中采用六相绕组是一个方向,也是一个技术难点。
而在整数槽电机中六相绕组一般做成双星形互移30°电角度,绕组采用短距11/12的双层短距绕组,可以使电枢磁势谐波V=6K±1(K=2,4,6…)时的11,13,…次磁势谐波含量都大为减少,对此还可采用不等匝的恰当匝比配合组成的同心式六相绕组,进一步对上述磁势谐波削弱接近于零。
但在小型永磁高速电机中,由于极数多,尺寸小,槽数少,几乎全部采用分数槽结构,在分数槽中不能像在整数槽中可以一般采用短距11/12的办法,也不能采用不等匝同心式绕组,因为短距11/12或不等匝同心式会使绕组实际跨距很大,大大消耗了电磁线,大大增加了漏抗,恶化了性能,达不到整数槽绕组采用11/12短距或采用不等匝同心式的效果,故此,要在多极小型永磁高速电机中采用六相绕组,要在除短距11/12或除同心式不等匝的技术措施之外,寻求一种新的对11、13、23、25、35、37…次的磁势谐波有效削弱的分数槽六相绕组结构,突破整数槽六相绕组的方法,有实际需要和工程应用意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型永磁高速电机的六相绕组,具体提供一种小型永磁高速电机六相绕组。
本发明的技术方案:一种小型永磁高速电机六相绕组,定子槽数为24槽,极数为10极,在这种分数槽中安排有2个三相星形绕组,形成6相绕组;其中,第一个星形为由A1,B1,C1三相互差120°电角度的对称绕组A1X1,B1Y1,C1Z1组成,第二个星形为A2,B2,C2三相,由互差120°电角度的对称绕组A2X2,B2Y2,C2Z2组成,2个星形绕组的节距和匝比关系都相同,2个星形互移30°电角度,也即A2(A2X2),B2(B2Y2),C2(C2Z2)分别与A1(A1X1),B1(B1Y1),C1(C1Z1)互移30°电角度,六相绕组的一端X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2接成公共点为O点,不引出,六相绕组的另一端A1,B1,C1,A2,B2,C2分别引出;6相绕组中,其中2个为多匝线圈,4个为少匝线圈,多匝线圈的匝数是少匝线圈匝数的2倍,即11- ,15- ,1- ,1-,每圈匝数为n匝,而另2圈,即6-,20- ,每圈匝数为2n匝,而B1(B1Y1),C1(C1Z1)绕组组成与A1(A1X1)完全一样,类似的,A2(A2X2),B2(B2Y2),C2(C2Z2)也与A1(A1X1)绕组完全一样;引出线A1,B1,C1,X1,Y1,Z1,A2,B2,C2,X2,Y2,Z2分别从第6,22,14,3,19,11,16,8,24,13,5,21槽引出,这样就确定了所有六相绕组每相绕组的节距都为2,每相绕组中多匝线圈与少匝线圈的匝比为2:1,六相绕组中A1,B1,C1互差120°电角度,A2,B2,C2互差120°电角度,A2,B2,C2与A1,B1,C1分别互差30°电角度。
本发明的有益效果:
1.在槽数为24槽,极数为10极的分数槽中,构成了结构简单的2个星形互差30°的六相绕组,其线圈节距都为2,节距短,漏抗小,每相都由6个线圈组成,其中4个线圈,每线圈匝数为n,其他2个线圈每个线圈匝数为2n,是一种固定简单的匝比为2:1的关系。每个星形都是单双层迭绕组,并非像整数槽六相绕组短距11/12的绕组,也非同心式不等匝绕组的双层绕组,但2个星形迭加成后,每槽中的导体数相等,在偶数槽中是双层结构,在奇数槽中则为三层结构,工艺传统,实施容易,这样构成的绕组磁势谐波v=6k±1中5,7,17,19…次谐波为零,而11,13,…次谐波削弱效果达到整数槽六相绕组短距为11/12的效果,使磁势谐波很小,攻克了分数槽六相绕组要求结构工艺简单,端部短,漏抗小,磁势谐波5,7,11,13,17,19次都能极大削弱的技术难题,达到了发明的目的。
2.本发明用于小型永磁中频高速整流发电机中,可使发电机输出的电势波形高度正弦性,整流后滤波电容量和容量大大减少,电磁兼容性好,整流输出直流电品质好,效率高。
3.本发明用于伺服永磁同步电动机中,可使磁势正弦化,提高伺服精度和动态性能,力矩效率提高,温升降低。
4.本发明结构、工艺简单,容易实施,具有实际工程应用意义和推广价值。
附图说明
图1为本发明的第一个星形三相绕组布置图。
图2为本发明的第二个星形三相绕组布置图。
图3为本发明的双星形移30°电角度的六相绕组布置图。
具体实施方式
实施例一:参见图1、图2、图3,一台小型永磁高速电机,采用小型永磁高速电机六相绕组,其定子槽数为24槽,极数为10极的分数槽电机中,安排有2个三相星形绕组,2个星形绕组的节距和压比关系都相同,2个星形互移30°电角度,也即第1个星形为A1,B1,C1三相由对称绕组A1X1,B1Y1,C1Z1组成,第2个星形为A2,B2,C2三相由对称绕组A2X2,B2Y2,C2Z2组成,分别见图1和图2.其中A2,B2,C2分别与A1,B2,C2互差30°电角度,按图1和图2的布置就已确定了六相绕组的位置。接线时,将X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2接成公共点,标记可记为O,不引出。六相出线标记为A1,B1,C1,A2,B2,C2即可。图1中A1相为A1X1的绕组,A1X1绕组的构成是由6圈节距均为2的线圈组成,其中4圈,即11- ,15- ,1- ,1-,每圈匝数为n匝,则另2圈,即6-,20- 的每圈匝数为2n匝,B1相的B1Y1绕组,C1相的C1Z1绕组结构组成均同A1X1绕组,只是A1X1,B1Y1,C1Z1绕组也即A,B,C三相互差120°电角度。如图1所示。
同理图2中A2相为A2X2的绕组,A2,B2,C2的绕组A2X2,B2Y2,C2Z2与图1的绕组结构完全一样,只是A2X2,B2Y2,C2Z2与A1X1,B1Y1,C1Z1互 差30°电角度。
Claims (1)
1.一种小型永磁高速电机六相绕组,其特征是:定子槽数为24槽,极数为10极,在这种分数槽中安排有2个三相星形绕组,形成6相绕组;其中,第一个星形为由A1,B1,C1三相互差120°电角度的对称绕组A1X1,B1Y1,C1Z1组成,第二个星形为A2,B2,C2三相,由互差120°电角度的对称绕组A2X2,B2Y2,C2Z2组成,2个星形绕组的节距和匝比关系都相同,2个星形互移30°电角度,也即A2(A2X2),B2(B2Y2),C2(C2Z2)分别与A1(A1X1),B1(B1Y1),C1(C1Z1)互移30°电角度,六相绕组的一端X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2接成公共点为O点,不引出,六相绕组的另一端A1,B1,C1,A2,B2,C2分别引出;6相绕组中,其中2个为多匝线圈,4个为少匝线圈,多匝线圈的匝数是少匝线圈匝数的2倍,即 每圈匝数为n匝,而另2圈,即每圈匝数为2n匝,而B1(B1Y1),C1(C1Z1)绕组组成与A1(A1X1)完全一样,A2(A2X2),B2(B2Y2),C2(C2Z2)也与A1(A1X1)绕组完全一样;引出线A1,B1,C1,X1,Y1,Z1,A2,B2,C2,X2,Y2,Z2分别从第6,22,14,3,19,11,16,8,24,13,5,21槽引出,这样就确定了所有六相绕组中的节距都为2,每相绕组中多砸线圈与少匝线圈的匝数比为2∶1,六相绕组中A1,B1,C1互差120°电角度,A2,B2,C2互差120°电角度,A2,B2,C2与A1,B1,C1分别互差30°电角度。
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