CN104767343A - 两种新型无刷直流电机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于永磁直流无刷电机领域，是一种低齿槽力矩的无刷直流电机。本发明是为解决上述问题设计的两种大力矩、高效率、低齿槽力矩的无刷直流电机，无需采用斜槽工艺就达到有效降低齿槽力矩的目的。为实现发明的目的：本发明涉及的无刷直流电机为分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距为4，分数槽绕组结构有助于消除齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化。本发明涉及的两种无刷直流电机的转子是永磁体构成。
Description
技术领域：
本发明属于永磁直流无刷电机领域，是两种低齿槽力矩的无刷直流电机。
背景技术：
国防、军工以及工业生产对光学转塔系统的精度、体积、寿命、外形要求的不断提高，有刷直流电机已经不能满足设计师和用户的要求，已有的无刷直流电机设计，因齿槽力矩的存在，需要进行斜槽处理，这样会大幅降低电机的效能；如果不采用斜槽，齿槽力矩的存在会严重影响定位精度，因此已有的无刷直流电机也不能满足上述需求。
发明内容：
本发明是为解决上述问题设计的两种大力矩、高效率、低齿槽力矩的无刷直流电机，无需采用斜槽工艺就达到有效降低齿槽力矩的目的。
为实现发明的目的：本发明涉及的无刷直流电机为分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距为4，分数槽绕组结构有助于消除齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化。本发明涉及的两种无刷直流电机的转子是永磁体构成。
本发明涉及的两种无刷直流电机，最佳应用范围是电机定子外径60-150mm，如图1所示，转子外径DZ和定子外径D的比例(DZ∶D)设定为0.65-0.85之间，采用直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
为实现发明的目的：本发明涉及的两种无刷直流电机定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极的分数槽分布绕组。
为实现发明的目的：39槽10极方案的绕组分布顺序是：aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abc。绕组分布图如图2。
为实现发明的目的：63槽16极方案的绕组分布顺序是：aabc，aabc，aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abcc，abcc，abc。绕组分布图如图3。
附图说明：
图1------无刷直流电机结构示意图
图2------39槽10极绕组分布图
图3------63槽16极绕组分布图
具体实施例：
本发明是这样实现的：本发明所包含的两种无刷直流电机，为解决齿槽力矩问题，采用分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距是4，具有极低齿槽力矩，直槽结构有效提高电机效率和性能。为解决反电势平衡问题，设计了如图2，图3所示的绕组连接方法，使三相反电势平衡。
这样做的目的是：因为永磁无刷直流电机齿槽力矩的基波频率，等于极数和槽数的最小公倍数，使极数和槽数的最小公倍数等于极数和槽数的乘积，使齿槽力矩基波频率做到最高，可以有效降低直槽齿槽力矩波动的幅值。谭建成先生《永磁无刷直流电机技术》一书对此有详细分析。目前业内绝大部分设计都是采用分数槽集中绕组。谭建成先生的研究也是针对集中绕组的，虽然可以对齿槽力矩有一定的抑制能力，但是也需要做成斜槽结构。39槽10极，63槽16极的分数槽分布绕组方案，有效提高了齿槽力矩的基波频率，对抑制齿槽力矩有非常好的实际效果，对此已经进行了实样测试。
这样做的目的是：采用偶数槽绕组，要抑制电机的齿槽力矩就要斜槽或斜极，定子斜槽或斜极会对电机的输出效率产生影响(龚建芳老师发表的《定子斜槽及非均匀气隙对永磁同步发电机的性能影响》有深入分析，记载于《大电机技术》2008年第4期，并且分数槽集中绕组需要的斜槽角度更大，对效率和输出性能的影响也更大。如图1，图2，图3所示，采用39槽10极，63槽16极，绕组形式为分数槽分布绕组，绕组节距为4，转子是永磁体构成的无刷直流电机，转子外径DZ和定子外径D的比例设定为0.65-0.85(DZ∶D)之间，分数槽绕组结构有有效消除了齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化，采用直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩，不需要采用斜槽工艺。
这样做的目的是：解决分数槽分布绕组电势平衡问题：
本发明为63槽16极绕组设计分布顺序是：aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abc。绕组节距是4，绕组分布图如图2。
本发明为63槽16极绕组设计分布顺序是：aabc，aabc，aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abcc，abcc，abc，绕组节距是4，绕组分布图如图3。
两种方案都进行了实样测试，效果显著。
Claims (2)
1.本发明的特征在于：39槽10极方案的绕组分布顺序是：aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abc，绕组节距是4，绕组分布图如图2。采用此方案的电机设计，直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
2.本发明的特征在于：63槽16极方案的绕组分布顺序是：aabc，aabc，aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abcc，abcc，abc，绕组节距是4，绕组分布图为图3。采用此方案的电机设计，直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
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| CN201510149405.6A CN104767343A (zh) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | 两种新型无刷直流电机 |
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| CN (1) | CN104767343A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2015-04-01 CN CN201510149405.6A patent/CN104767343A/zh active Pending
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