CN104143865B - 一种电励磁双凸极电机定子冲片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电励磁双凸极电机定子冲片，属于电机设计技术领域。在定子冲片的内边缘上均匀分布有两种不同的槽型，第一种槽型呈梯形状，槽底宽度大于槽口宽度，第二种槽型呈矩形状，槽底宽度等于槽口宽度；这两种槽型的槽口和槽底之间还分别设有槽肩，槽肩为圆角凸起；第一种槽型与第二种槽型间隔分布。与普通冲片相比，本发明设计的优点在于不仅能够降低成本，而且还能确保电机的性能。

Description

一种电励磁双凸极电机定子冲片
技术领域
本发明涉及一种电励磁双凸极电机定子冲片，属于电机设计技术领域。
背景技术
电机是一种实现电能的装置，它在国民经济的各个领域和人们的日常生活中发挥着不可替代的作用。目前，直流调速电机和高压电机在工业中占有很大比重，但因直流调速电机有电刷，机械换向会产生火花，不能用于易燃易爆和环境恶劣的场所；且变频电机调速范围较小。
电励磁双凸极电机是功率电子学和微电学的飞速发展在90年代出现的一种新型节能电机。与传统的电机相比，它具备结构简单、控制灵活、动态响应快、调速性能好等显著优点。针对电励磁双凸极电机的结构和散热，仍需做进一步研究和设计，以便提高该电机的性能。
电励磁双凸极高速电机是在成熟产品开关磁阻电机和永磁双凸极电机基础上研制开发的产品。该电机具备了开关磁阻电机和永磁双凸极电机的优点，用电励磁代替电机永磁结构，使得电机结构和制造工艺都变得简单，而且转子结构更为简易，特别适用于高速运行。
本发明涉及上述电励磁双凸极电机转子冲片的设计。磁场是电机实现机电能量转换的基础，良好的冲片不仅达到良好的导磁性能，使得电机性能更为突出；而且，还能电机具有更好的散热条件，以便提高电机性能。
发明内容
本发明要解决的问题是设计一种新型的转子冲片，适合高电励磁双凸极电机(380V 75kW6000rpm)，不仅能够降低成本，还能提高电机的性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种电励磁双凸极电机定子冲片，在定子冲片的内边缘上均匀分布有两种不同的槽型，第一种槽型呈梯形状，槽底宽度大于槽口宽度，第二种槽型呈矩形状，槽底宽度等于槽口宽度；这两种槽型的槽口和槽底之间还分别设有槽肩，槽肩为圆角凸起；所述第一种槽型与第二种槽型间隔分布。
所述定子冲片的外直径为1180mm，内直径为1000mm，槽深60mm。
进一步地，所述第一种槽型的槽口宽32.719mm，槽口到槽肩的距离为1mm，槽肩高4mm，槽底宽56.412，圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度为30°，圆角的半径1mm；第二种槽型的槽口宽32.649mm，槽口到槽肩的距离为0.5mm，槽肩高4mm，圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度为20°，圆角的半径1mm.
进一步地，所述第一种槽型的结构有16个，所述第二种槽型的结构有32个，每两个第一种槽型结构之间均匀设置两个第二种槽型结构。
利用本发明的冲片做出的定子铁芯具有结构简单、体积小、叠压方便等优点，适用于该大功率、高转速类型电励磁双凸极电机。具有的优点如下：1、良好的导磁性能，实现了机电能量转换，并提高电机性能——降低损耗、提高效率等；2、本发明结构上设计有通风槽，为电机提供了良好的散热条件；3、槽内线圈更为牢固，不易松动、不易溢出槽。
附图说明
图1是本发明电励磁双凸极电机冲片结构图；
图2是图1中第一种槽型结构的放大图；
图3是图1中第二种槽型结构的放大图；
图4是仿真得到的电励磁双凸极电机负载情况下磁密分布情况。
具体实施方式
本发明的冲片结构如图1所示，在定子冲片1的内边缘上均匀分布有两种不同的槽型，第一种槽型2呈梯形状，槽底6宽度大于槽口4宽度，总共设有16个；第二种槽型3呈矩形状，槽底6宽度等于槽口4宽度，总共设有32个。每两个槽型2之间均匀设置两个槽型3结构。定子冲片的外直径为1180mm，内直径为1000mm，槽深60mm。
如图2和3的放大图所示，这两种槽型的槽口4和槽底6之间还分别设有槽肩5，槽肩5为圆角凸起，圆角的半径1mm。第一种槽型2中的圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度θ为30°，第二种槽型3中的圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度为20°。
第一种槽型的槽口4宽32.719mm，槽口4到槽肩5的距离为1mm，槽肩5高4mm，槽底6宽56.412；第二种槽型的槽口4宽32.649mm，槽口4到槽肩5的距离为0.5mm，槽肩5高4mm。
由于电励磁双凸极电机定子槽中包含两类线圈励磁线圈和电枢线圈，第一种槽型2的槽口包含两类线圈，第二种槽型3的槽口中只包含电枢线圈。
本发明的结构具体设计步骤如下：
(1)根据电机额定数据，通过有限元仿真软件Ansoft maxwell进行电磁计算，并根据设计结果调整计算结果，直到得到良好的结果。
(2)结合有限元仿真软件Workbench，进行转轴应力以及临界转速计算，并与Ansoftmaxwell进行耦合热量仿真计算，根据计算数据结果调整电机结构尺寸。
(3)利用CAD软件，完成电机结构的设计。
如图4所示，为本发明最优计算结果，验证了额定工况下其可行性以及正确性。需要说明是，此时通过有限元仿真软件计算负载情况下的磁密作为选择的依据。由此，它作为设计这种电机定子冲片结构的理论依据。

Claims (3)

1.一种电励磁双凸极电机定子冲片，其特征在于，所述定子冲片的内边缘上均匀分布有两种不同的槽型，第一种槽型呈梯形状，槽底宽度大于槽口宽度，第二种槽型呈矩形状，槽底宽度等于槽口宽度；这两种槽型的槽口和槽底之间还分别设有槽肩，槽肩为圆角凸起；所述第一种槽型与第二种槽型间隔分布；所述第一种槽型的槽口宽32.719mm，槽口到槽肩的距离为1mm，槽肩高4mm，槽底宽56.412，圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度为30°，圆角的半径1mm；第二种槽型的槽口宽32.649mm，槽口到槽肩的距离为0.5mm，槽肩高4mm，圆角凸起相对于槽轴线的倾斜角度为20°，圆角的半径1mm。
2.根据权利要求1所述的一种电励磁双凸极电机定子冲片，其特征在于，所述定子冲片的外直径为1180mm，内直径为1000mm，槽深60mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种电励磁双凸极电机定子冲片，其特征在于，所述第一种槽型的结构有16个，所述第二种槽型的结构有32个，每两个第一种槽型结构之间设置两个第二种槽型结构。
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