CN104917307A - 单元磁极组合定子电机 - Google Patents

Abstract

单元磁极组合定子电机。本发明所涉及的单元磁极组合定子电机除定子及绕组外的其它部分，可以与传统电机的设计完全相同，本发明的关键在于电机的定子及对应的绕组完全巅峰了传统电机的设计，它由极靴1、定子磁极2、磁轭3、拼接卯4、拼接榫5、线圈6组成。每一个定子单元上绕有对应的绕组，形成一个单元磁极；这些单元磁极通过拼接榫5和拼接卯4进行拼接，拼接好的定子与传统的单节距定子完全相同。

Description

单元磁极组合定子电机

技术领域

本发明涉及电机技术。尤其涉及单元磁极组合定子电机。

背景技术

电机包括直流发电机、交流发电机、直流电动机、交流电动机，它们都是基于电磁感应原理将机械能与电能相互转化的设备，它们都离不开线圈绕组。定子线圈是电机(无论电动机或发电机)电磁能量转换的主要电能施/受部件，而定子线圈绕组的形式千差万别，近来随着节能电机的日益推广，单节距定子绕组越来越被关注和采用。

单节距定子绕组与传统的多节距定子绕组相比，最大限度地减小了绕组的端部尺寸，因此大幅减少了铜材的使用量，进而减小了电机的铜损，在降低电机成本的同时，显著提高了电机的效率。但是，按照传统的方式设计的定子，绕组的槽满率还存在很大的提升空间，而现有的绕线工艺严重制约了槽满率的提升。

本发明所涉及的单元磁极组合定子电机有效解决了行业中存在的上述问题。

发明内容

本发明所涉及的单元磁极组合定子电机除定子及绕组外的其它部分，可以与传统电机的设计完全相同，本发明的关键在于电机的定子及对应的绕组完全巅峰了传统电机的设计，它由极靴1、定子磁极2、磁轭3、拼接卯4、拼接榫5、线圈6组成。

每一个定子单元上绕有对应的绕组，形成一个单元磁极；这些单元磁极通过拼接榫5和拼接卯4进行拼接，拼接好的定子与传统的单节距定子完全相同。

单元磁极在磁轭3处拼接，拼接处不可避免地会有空气隙，这些空气隙势必会增加磁路的磁阻，为保证拼接定子磁路的磁阻与传统结构时相同，需要适当增加磁轭的截面积(增加磁轭的高度)。

如果采用方形截面导线绕制线圈6，可以获得最大程度的槽满率。

附图说明

图1：单元磁极组合定子电机定子结构示意图

1——极靴；

3——磁轭；

4/5——拼接卯/拼接榫；

6——线圈。

图2：单元磁极结构示意图

1——极靴；

3——磁轭；

4——拼接卯；

5——拼接榫；

6——线圈。

图3：单元磁极铁芯示意图

1——极靴；

2——定子磁极；

3——磁轭；

4——拼接卯；

5——拼接榫。

图4：单元磁极铁芯拼装示意图

1——极靴；

2——定子磁极；

3——磁轭；

4——拼接卯；

5——拼接榫。

图5：方形截面导线绕组示意图

1——极靴；

2——定子磁极；

3——磁轭；

4——拼接卯；

5——拼接榫；

6——线圈。

具体实施方式

实施例：方形截面导线单元磁极组合定子永磁发电机。

定子设计为12极，转子采用16个钕铁硼条形永磁体径向均匀分布，该发电机是单节距12:16＝4×(3/4)极无刷永磁交流发电机。

定子采用单元磁极组合定子结构，线圈采用方形截面导线绕制，槽满率可以达到93％以上。

采用这种工艺制作的外形尺寸直径100mm，高度90mm的实体发电机，输出功率可以达到1kW。

Claims (8)

1.单元磁极组合定子电机。其特征是：电机的定子由现状和尺寸完全相同的单元磁极组合而成。每个单元磁极由极靴1、定子磁极2、磁轭3、拼接卯4、拼接榫5、线圈6组成，多个单元磁极通过拼接榫卯进行拼接后，成为一个完整的定子。

2.按照权利要求1所述的单元磁极组合定子电机包括电动机和发电机。其特征是：根据电动机与发电机互易原理，权利要求1所述的单元磁极组合定子电机既可以应用于电动机，也可以应用于发电机。

3.按照权利要求1所述的单元磁极组合定子电机可以是交流电机也可以是直流电机。其特征是：单元磁极组合定子电机可以直接应用于各种交流电机（包括单相电机和三相电机），通过换流装置后，就可以应用于直流电机。

4.按照权利要求1所述的电机的定子为多个单元磁极拼接而成。其特征是：单元磁极的个数必须是可以整除360的自然数。

5.按照权利要求1所述的磁轭需进行特殊设计。其特征是：单元磁极的磁轭尺寸应该照比同规格传统电机的磁轭有所加高，加高的尺寸根据拼接榫卯的设计和工艺精度而定。

6.按照权利要求1所述的拼接榫和拼接卯具有相同的形状。其特征是：拼接榫卯的形状可以是圆弧形、圆形、燕尾槽形、长条形，但榫和卯的形状必须相同，才能保证所增加的磁阻尽可能小。

7.按照权利要求1所述的拼接榫和拼接卯的尺寸必须相互匹配。其特征是：拼接榫卯应该尽可能地紧配合，从而尽量减小所增加的磁阻，但必须满足拼接工艺的要求，通常采用滑动紧配合。

8.按照权利要求1所述的线圈可以采用传统的圆截面导线绕制，也可以采用方形截面导线绕制。其特征是：采用方形截面导线绕制的线圈其槽满率可以提高25%以上。