CN105978203A - 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构 - Google Patents

一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构 Download PDF

Info

Publication number
CN105978203A
CN105978203A CN201610398378.0A CN201610398378A CN105978203A CN 105978203 A CN105978203 A CN 105978203A CN 201610398378 A CN201610398378 A CN 201610398378A CN 105978203 A CN105978203 A CN 105978203A
Authority
CN
China
Prior art keywords
groove
slot
winding
phase winding
combination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610398378.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王东立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN105978203A publication Critical patent/CN105978203A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/16—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构，将U相绕组线圈的其中一边位于槽内上层的槽均标记为U，将V相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为V，将W相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为W；以第一槽为U相绕组起点，以第四槽为V相绕组起点，以第七槽为W相绕组起点，则设置有绕组线圈的各槽按如下方式依次分布：自第一槽起，有M1组的槽组合UUWV，M2组的槽组合UWWV，M3组的槽组合UWVV，M4组的槽组合UWV；且两个相邻槽内同相绕组线圈或者同一槽内同相绕组线圈的电流方向相同。

Description

一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构
技术领域
本发明涉及一种绕组结构，尤其涉及一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构。
背景技术
电机技术是现代工业技术的基础，绕组技术是电机技术的基础。
已有的绕组体系已经不能满足目前电机设计对髙性能的苛刻要求，现有绕组体系用于永磁电机需要斜槽、斜极、开辅助槽等特殊工艺解决齿槽力矩，既提高了生产加工难度，又降低了电机性能和效能。因此，研制开发一种不需要斜槽就可以有效消除齿槽力矩的绕组方案，是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构。
本发明所述无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构，所述绕组线圈分布于各槽内，
槽的数量由如下公式确定：Z＝(6K-2)*4-1，其中，Z为槽的数量，K为计算系数，K的取值范围为大于或等于2的正整数；4为绕组的线圈跨距；
磁极的数量由如下公式确定：2P＝6K-2，其中，2P为磁极的数量；
将U相绕组线圈的其中一边位于槽内上层的槽均标记为U，将V相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为V，将W相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为W；
以第一槽为U相绕组起点，以第四槽为V相绕组起点，以第七槽为W相绕组起点，则设置有绕组线圈的各槽按如下方式依次分布：
自第一槽起，有M1组的槽组合UUWV，M2组的槽组合UWWV，M3组的槽组合UWVV，M4组的槽组合UWV；且两个相邻槽内同相绕组线圈或者同一槽内同相绕组线圈的电流方向相同；
其中，M1＝(2P-1)/3，M1为槽组合UUWV的重复数量；
M2＝(2P-1)/3，M2为槽组合UWWV的重复数量；
M3＝(2P-1)/3，M3为槽组合UWVV的重复数量；
M4＝2P*4-Z，M4为槽组合UWV的重复数量。
本发明所述的无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构中，所述K的取值为2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
本发明所述的无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构中，先确定磁极数和槽数，再根据磁极数和槽数确定绕组结构。由于磁极数和槽数的最小公倍数等于磁极数和槽数的乘积，因此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，采用直槽结构就可以使齿槽力矩降到极低值。
附图说明
图1为本发明所述无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组的U相绕组在各槽内的分布示意图；
图2为本发明所述无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组的三相绕组线圈在各槽的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
永磁直流无刷电机齿槽力矩的基波频率，等于磁极数和槽(即定子槽)数的最小公倍数。基波频率值越小，齿槽力矩越大；反之，基波频率值越大，齿槽力矩越小，那么，使磁极数和槽数的最小公倍数等于磁极数和槽数的乘积，将会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，令采用直槽结构就可以使齿槽力矩降到极低值。
本发明所述的无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构，所述绕组线圈分布于各槽内。这里所述的长距绕组，即是指每极所占槽数小于绕组下线跨距的绕组。
槽(即定子槽)的数量由如下公式确定：Z＝(6K-2)*4-1，其中，Z为槽的数量，K为计算系数，K的取值范围为大于或等于2的正整数；4为绕组的线圈跨距。在实际生产中，K的取值可为2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
磁极的数量由如下公式确定：2P＝6K-2，其中，2P为磁极的数量；
将U相绕组线圈的其中一边位于槽内上层的槽均标记为U，将V相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为V，将W相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为W；
以第一槽为U相绕组起点，以第四槽为V相绕组起点，以第七槽为W相绕组起点，则设置有绕组线圈的各槽按如下方式依次分布：
自第一槽起，有M1组的槽组合UUWV，M2组的槽组合UWWV，M3组的槽组合UWVV，M4组的槽组合UWV；且两个相邻槽内同相绕组线圈或者同一槽内同相绕组线圈的电流方向相同；
其中，M1＝(2P-1)/3，M1为槽组合UUWV的重复数量；
M2＝(2P-1)/3，M2为槽组合UWWV的重复数量；
M3＝(2P-1)/3，M3为槽组合UWVV的重复数量；
M4＝4*2P-Z，M4为槽组合UWV的重复数量。
当计算系数K取值为2时，所述槽的数量Z的值为39，磁极的数量为10，那么，39槽10极永磁直流无刷电机的极数和槽数的最小公倍数是390。相较于现有的9槽8极永磁直流无刷电机的极数和槽数，其最小公倍数是72；现有的48槽8极永磁直流无刷电机的极数和槽数的最小公倍数是48；现有的72槽24极永磁直流无刷电机的极数和槽数的最小公倍数是72，可以明显看出，本发明所提供的磁极数和槽数组合(即使是最小数量的)能明显提高基波频率，令转矩波动幅值明显减小。
当计算系数K取值为4时，所述槽的数量Z的值为87，磁极的数量为22，87槽22极永磁直流无刷电机的极数和槽数的最小公倍数是1914，可以更加明显的提高基波频率，以降低齿槽力矩。
仍根据前述示例，以计算系数K取值为4为例说明各绕组在槽内的分布情况。
本发明中，是将U相绕组线圈的其中一边位于槽内上层的槽均标记为U，将V相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为V，将W相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为W。
在具体绕制绕组线圈时，是以第一槽为U相绕组起点，以第四槽为V相绕组起点，以第七槽为W相绕组起点。那么，设置有绕组线圈的各槽按如下方式依次分布：
自第一槽起，有M1组的槽组合UUWV，此时，根据M1＝(2P-1)/3＝(22-1)/3＝7，可知有7组的槽组合UUWV，即前4个槽内依次设置有U相绕组、U相绕组、W相绕组、V相绕组，且上述U相绕组、U相绕组、W相绕组、V相绕组的绕组线圈的其中一边分别位于前4个槽内的上层。由于本发明所涉及的绕组长距绕组的跨距为4，那么上述4个槽内的U相绕组、U相绕组、W相绕组、V相绕组的绕组线圈的另一边即分别位于第4槽、第5槽、第6槽、第7槽内，且这些线圈的另一边位于各自槽内的下层。如此重复，直至绕制完第七组，即绕制到第28槽截止，即第25槽、26槽、27槽、28槽内的上层对应为U相绕组、U相绕组、W相绕组、V相绕组。
同理，有M2组的槽组合UWWV，根据M2的计算公式可知有M2＝7，即有7组的槽组合UWWV，依次顺序分布于第29槽至第56槽。
同理，有M3组的槽组合UWVV，根据M3的计算公式可知有M3＝7，即有7组的槽组合UWVV，依次顺序分布于第57槽至第84槽。
同理，有M4组的槽组合UWV，根据M4的计算公式可知有M4＝1，即有1组的槽组合UWV，依次顺序分布于第85槽至第87槽。
由此，可得出87个槽内绕组分布表，即如表1所示
表1
根据上述表1中记载的槽标记与对应槽数之间的关系，可以确定出各槽内的绕组分布情况。
其中，U相绕组线圈的其中一边处于各槽内的上层的槽有：1、2、5、6、9、10、13、14、17、18、21、22、25、26、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77、81、85；对应的，根据绕组线圈跨距为4，可知U相绕组线圈的另一边依次分别处于下列各槽的下层：4、5、8、9、12、13、16、17、20、21、24、25、28、29、32、36、40、44、48、52、56、60、64、68、72、76、80、84、1。并由以上可得到U相绕组线圈如图1所示的在各槽内的分布图。从图1中可以看出，U相绕组线圈以第1槽为U相起点，即U相的电源线，可以视第1槽为电流入向，将引出到电机接线端子。U相绕组位于第1槽的线圈的一边处于第1槽的上层(用实线表示)，根据绕组线圈跨距为4，所述第1槽线圈的一边相对的另一边绕到第4槽，且位于第4槽的下层(用虚线表示)。需要说明的是，在同一槽内，不一定只有一相绕组线圈，完全可能存在另一相的绕组线圈。无论在同一槽内的绕组线圈是否为同一相，本发明中均要求位于同一槽内的同相绕组线圈的电流方向要一致，并且，进一步的要求位于相邻槽的同相绕组线圈的电流方向也要一致，并以此为标准在各槽内绕制绕组线圈。也就是说，在将各绕组线圈连接时只考虑电流方向，而不做首尾关系约定。
如图1所示，所述第1槽线圈的一边相对的另一边绕到第4槽，且位于第4槽的下层，其电流方向可视为出向。因第1槽、第2槽内绕制有连续的两个U相绕组线圈，故按先后顺序，绕组线圈的另一边自第4槽出来后又进入第2槽的上层。可以看出，相邻的第1槽和第2槽，同相绕组——U相绕组线圈的电流方向相同。自第2槽进来的U相绕组线圈的另一边自第5槽出来，且位于第5槽的下层。这样，对于第1槽、第2槽而言，U相绕组线圈均为入向；对于第4槽、第5槽而言，U相绕组线圈均为出向。
根据前述U相绕组线圈在各槽内上层的分布情况，可知第5槽、第6槽的上层也为U相绕组，同时，还需满足同一槽内的同相绕组线圈的电流方向要一致、或者相邻槽的同相绕组线圈的电流方向也要一致。因此，第5槽的上层的U相绕组线圈的电流方向应为出向，第6槽的上层的U相绕组线圈的电流方向也为出向，为此，需要将前述自第5槽的下层出来的绕组线圈先绕到第8槽、且位于第8槽的下层，再向回绕到第5槽的上层，从而满足前述的U相绕组线圈分布要求和电流方向的要求。同样，接下来将第5槽上层出来的绕组线圈引至第9槽、且位于第9槽的下层，再引回至第6槽、且位于第6槽的上层，以此满足前述U相绕组线圈分布要求和电流方向的要求。以此类推，直至将U相绕组线圈全部绕制完成为止。
同理，V相绕组线圈从第4槽开始绕制，第4槽的上层即为V相起点和电源线，引出连接至电机接线端子上。第7槽为W相起点和电源线，同样引出连接至电机接线端子上。至此，三相绕组线圈均绕制完毕，形成如图2所示的绕组分布图。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构，所述绕组线圈分布于各槽内，其特征在于，
槽的数量由如下公式确定：Z＝(6K-2)*4-1，其中，Z为槽的数量，K为计算系数，K的取值范围为大于或等于2的正整数；4为绕组的线圈跨距；
磁极的数量由如下公式确定：2P＝6K-2，其中，2P为磁极的数量；
将U相绕组线圈的其中一边位于槽内上层的槽均标记为U，将V相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为V，将W相绕组线圈的一边位于槽内上层的槽均标记为W；
以第一槽为U相绕组起点，以第四槽为V相绕组起点，以第七槽为W相绕组起点，则设置有绕组线圈的各槽按如下方式依次分布：
自第一槽起，有M1组的槽组合UUWV，M2组的槽组合UWWV，M3组的槽组合UWVV，M4组的槽组合UWV；且两个相邻槽内同相绕组线圈或者同一槽内同相绕组线圈的电流方向相同；
其中，M1＝(2P-1)/3，M1为槽组合UUWV的重复数量；
M2＝(2P-1)/3，M2为槽组合UWWV的重复数量；
M3＝(2P-1)/3，M3为槽组合UWVV的重复数量；
M4＝2P*4-Z，M4为槽组合UWV的重复数量。
2.如权利要求1所述的无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构，其特征在于，所述K的取值为2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
CN201610398378.0A 2015-12-11 2016-06-07 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构 Pending CN105978203A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510909109.1A CN105356639A (zh) 2015-12-11 2015-12-11 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN2015109091091 2015-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105978203A true CN105978203A (zh) 2016-09-28

Family

ID=55332542

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510909109.1A Pending CN105356639A (zh) 2015-12-11 2015-12-11 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN201610398778.1A Pending CN106100190A (zh) 2015-12-11 2016-06-07 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的短距绕组结构
CN201610398378.0A Pending CN105978203A (zh) 2015-12-11 2016-06-07 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510909109.1A Pending CN105356639A (zh) 2015-12-11 2015-12-11 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN201610398778.1A Pending CN106100190A (zh) 2015-12-11 2016-06-07 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的短距绕组结构

Country Status (1)

Country Link
CN (3) CN105356639A (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356639A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 王东立 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN107147230B (zh) * 2017-06-13 2022-11-29 定兴县宇捷直流力矩电机制造有限公司 一种配置霍尔元件的无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN109950035B (zh) * 2019-03-14 2020-11-24 武汉纺织大学 单对极绕线式旋转变压器绕组配合与线匝选择方法
JP2020178497A (ja) * 2019-04-19 2020-10-29 株式会社デンソー 回転電機

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101030721A (zh) * 2006-03-03 2007-09-05 苏州扬名机电有限公司 无刷直流电机槽数与磁钢数的组合方案
CN104578505A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 王东立 三种无刷电机分数槽分布绕组图
CN104795914A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 山东大学 低齿槽转矩异步起动永磁同步电动机的转子齿数选择方法
CN104917348A (zh) * 2015-05-31 2015-09-16 河北弛神电机制造有限公司 电动车用大功率奇数分数槽电机
CN105356639A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 王东立 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN205846908U (zh) * 2015-12-11 2016-12-28 王东立 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2329114Y (zh) * 1998-06-01 1999-07-14 赵明森 一种改进的交流电机
CN104767343A (zh) * 2015-04-01 2015-07-08 王东立 两种新型无刷直流电机
CN204810101U (zh) * 2015-06-04 2015-11-25 王东立 一种新型无刷电机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101030721A (zh) * 2006-03-03 2007-09-05 苏州扬名机电有限公司 无刷直流电机槽数与磁钢数的组合方案
CN104578505A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 王东立 三种无刷电机分数槽分布绕组图
CN104795914A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 山东大学 低齿槽转矩异步起动永磁同步电动机的转子齿数选择方法
CN104917348A (zh) * 2015-05-31 2015-09-16 河北弛神电机制造有限公司 电动车用大功率奇数分数槽电机
CN105356639A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 王东立 无公约数奇数槽分数槽分布绕组
CN205846908U (zh) * 2015-12-11 2016-12-28 王东立 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尚海 等: "永磁同步电机极槽组合优化的研究", 《科学技术与工程》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106100190A (zh) 2016-11-09
CN105356639A (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101673329B1 (ko) 헤어핀 구동모터의 고정자 권선 패턴
CN102412638B (zh) 一种交流发电机的定子及其绕线方法
US20200220408A1 (en) Stator for electric rotating machine
CN105637738A (zh) 旋转电机的定子
CN105978203A (zh) 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构
KR20160066838A (ko) 헤어핀 구동모터의 고정자 권선 패턴
US20220329125A1 (en) Six-phase flat wire wave winding structure, six-phase motor, powertrain, and vehicle
CN111355317B (zh) 一种扁线定子及扁线电机
WO2013020312A1 (zh) 电动机转子及具有其的电动机
CN103269137A (zh) 一种双绕组电机结构
CN205846908U (zh) 一种无公约数奇数槽分数槽分布绕组的长距绕组结构
CN104882975B (zh) 一种电动机定子及其绕线方法
CN102857002A (zh) 一种磁路解耦的双绕组电机和六相电机
WO2024060038A1 (zh) 一种电机及其定子和用电装置
WO2024026824A1 (zh) 扁线电机及其定子
CN202872493U (zh) 一种磁路解耦的双绕组电机和六相电机
CN103401381B (zh) 用于六槽四极的永磁有刷电机的绕线方法及其结构
CN205453323U (zh) 一种采用扁铜线的电机定子
CN101944812A (zh) 伺服永磁同步电动机分数槽双绕组结构
CN212572208U (zh) 三相定子绕组、电机定子总成及电机
CN203608052U (zh) 一种2/6极双绕组双速三相异步电动机
Makita et al. The proposal of a new motor which has a high winding factor and a high slot fill factor
CN207353917U (zh) 三相定子冲片及三相电机
JP5172439B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
CN110401273A (zh) 低谐波的分数槽集中绕组设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160928