CN106787495B - 一种三相永磁同步电机定子分段及组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相永磁同步电机定子分段方法，适用于圆筒状定子铁心、径向磁场、每极每相槽数为整数槽且采用单层整距分布绕组的三相永磁同步电机，在定子齿的中心线位置处将圆筒状定子铁心圆周均匀的分成K段扇形定子铁心，每段扇形定子铁心两侧各是半个定子齿，每段扇形定子铁心上包含一或多台单元电机的三相对称绕组，扇形铁心之间无线圈端部跨接，扇形铁心两侧的半个定子齿对两侧的线圈形成保护作用。当三相永磁同步电机定子内径较小，轴向长度较长，绕组嵌放很困难时，以及大型低速直驱式三相永磁同步电机定子外径很大，一个完整的电机定子安装运输不仅困难，而且浸漆烘干费用非常高时，采用本发明可以提高劳动生产率，降低制造成本。
Description
技术领域
本发明属于电气工程领域，涉及一种三相永磁同步电机定子分段方法。
背景技术
在为电机制造领域，当三相永磁同步电机定子内径较小，轴向长度较长，绕组嵌放很困难，劳动生产率低。而大型低速直驱式三相永磁同步电机定子外径很大，一个完整的电机定子安装运输不仅困难，而且浸漆烘干费用非常高。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种三相永磁同步电机定子分段方法，适用于圆筒状定子铁心、径向磁场、每极每相槽数为整数槽且采用单层整距分布绕组的三相永磁同步电机，当三相永磁同步电机定子内径较小，轴向长度较长，绕组嵌放很困难时，以及大型低速直驱式三相永磁同步电机定子外径很大，可以将一个电机定子分解为多段，方便安装和运输，可以提高劳动生产率，降低制造成本。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种三相永磁同步电机定子分段方法，对于圆筒状定子铁心、径向磁场、每极每相槽数q为整数槽并且采用单层整距分布绕组的三相永磁同步电机，其中，电机相数为3、定子槽数为Z、极数为2p，且Z＝6qp；其电机定子分段步骤如下：
在定子齿的中心线位置处将整个圆筒状定子铁心沿圆周均匀的分成K段扇形定子铁心，每段扇形定子铁心圆周上占据2π/K机械角度；每段扇形定子铁心两侧各是半个定子齿，扇形定子铁心内部有(Z1-1)个完整的定子齿和Z1个槽，即整段扇形定子铁心上有Z1个完整的定子齿和Z1个槽，整段扇形定子铁心对应着2p1个永磁转子磁极，其中，满足Z1＝p1Z0和Z0＝6q的关系，每段扇形定子铁心有p1个由电机相数为3、定子槽数为Z0、极对数为1且Z0＝6q的单元电机构成；每个单元电机内的Z0个槽是按π/3电角度相带进行分相，依次分为A、Z、B、X、C、Y的6个相带，依次记为A相正相带、C相负相带、B相正相带、A相负相带、C相正相带和B相负相带，每个相带各占据q个槽；每个单元电机内每相的q个整距线圈的2q个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的q个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端，按前一个线圈的尾端接下一个线圈的首端的规律，并以每相的q个整距线圈串联后所得电动势最大的方式串联形成该相绕组的一个最小的相绕组支路，每个单元电机内三相最小的相绕组支路是三相对称的；每段扇形定子铁心内的p1个单元电机共连接成p1组三相最小的相绕组支路；选择串联、并联和串并联组合三种方式之一将p1组三相最小的相绕组支路分别连接成三相对称的各相线圈组支路，各相线圈组支路各有一个首端和一个尾端；每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机扇形定子组件。
本发明的一种三相永磁同步电机定子的组装方法，将采用上述三相永磁同步电机定子分段方法得到的K段三相永磁同步电机扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，然后，选择串联、并联、串并联组合三种方式之一分别将各段上的各相线圈组支路按照电动势大小和相位都相同的原则分别连接成三相对称绕组，再将三相对称绕组的尾端星接，三相对称绕组首端作为与外部电路连接的接口，从而得到一套完整的三相永磁同步电机定子。
本发明的每段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿与相邻段的扇形定子铁心一侧的半个定子齿合在一起占据一个定子齿空间，整个电机的定子铁心磁路各处磁性能相同。每段扇形定子铁心在电机机座的固定方式要根据具体的情况采取相应行之有效的措施。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
当三相永磁同步电机定子内径较小，轴向长度较长，绕组嵌放很困难时，以及大型低速直驱式三相永磁同步电机定子外径很大，一个完整的电机定子安装运输不仅困难，而且浸漆烘干费用非常高时，采用本发明三相永磁同步电机定子分段方法分段后的每段扇形定子铁心上包含一台或多台单元电机的三相对称绕组，扇形铁心之间无线圈端部跨接，扇形铁心两侧的半个定子齿对两侧的线圈形成保护作用。另外，对于分段后的扇形定子组件组装方便，组装后形成的三相永磁同步电机电磁性能基本不变。采用本发明分段方法分段后，进行运输，并按照本发明提供的组装方法现场安装，可以提高劳动生产率，降低制造成本。
附图说明
图1是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机截面图。
图2是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
图3是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机三相定子绕组端部连接示意图。
图4是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机各相绕组支路串联的三相定子绕组连接图。
图5是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机各相绕组支路串联的三相定子绕组连接图。
图6是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽4极永磁同步电机截面图。
图7是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽4极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
图8是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽8极永磁同步电机截面图。
图9是定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽8极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
图10是定子由两侧为半个定子齿的4段铁心组成的24槽8极永磁同步电机截面图。
图11是定子由两侧为半个定子齿的4段铁心组成的24槽8极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
图12是定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的6K槽2K极永磁同步电机截面图。
图13是定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的6K槽2K极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
图14是定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的12K槽4K极永磁同步电机截面图。
图15是定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的12K槽4K极永磁同步电机三相定子绕组展开图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
实施例1
结合图1～图5，以定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的12槽4极永磁同步电机为例，对本发明的具体实施给予说明。如图1所示，该三相永磁同步电机的定子铁心分为上、下Ⅰ和Ⅱ共2段扇形(此时为半圆形)定子铁心组成，每段扇形定子铁心的两侧为半个定子齿，一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿与相邻的另一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿合在一起占据一个定子齿空间。相当于在一个完整三相永磁同步电机定子铁心圆周上相差π机械角度的两个定子齿的中心线处将定子铁心一分为二，变为2段完全一样的两侧为半个定子齿的扇形定子铁心，然后再将2段扇形定子铁心对接在一起，显然对接在一起的整个电机定子铁心磁路各处磁性能理论上是相同的。每段扇形定子铁心上有6个相同的槽，在每段扇形定子铁心上可以嵌放1套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。整个电机的Ⅰ和Ⅱ共2段扇形定子铁心上分别嵌放1套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。每段扇形定子铁心上每个槽中的1、2、3、4、5和6数字为槽号，槽外侧的A、Z、B、X、C和Y分别代表该槽中线圈边所处的相带位置，其中A、B和C分别为A、B和C三相的正相带，X、Y和Z分别为A、B和C三相的负相带。每个相带各占据1个槽，每段扇形定子铁心上单元电机内每相的1个整距线圈的2个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的1个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端。每段扇形定子铁心上单元电机内1槽和4槽中嵌入属于A相的线圈1，5槽和2槽中嵌入属于C相的反向线圈2，3槽和6槽中嵌入属于B相的线圈3。整个电机相当于嵌放有相数为3、定子槽数为12、极数为4线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组，其绕组展开图如图2所示。图2中左右2个虚线框代表Ⅰ和Ⅱ两段扇形定子铁心，τ为电机极距。每段扇形定子铁心上的每相1个线圈就是1个最小的相绕组支路，三相3个最小的相绕组支路是三相对称的，Ⅰ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路是A1X1、C1Z1和B1Y1，Ⅱ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路是A2X2、C2Z2和B2Y2。每段扇形定子铁心上三相单层整距分布绕组的绕组端部与槽中线圈边连接示意图如图3所示，不存在某个线圈的两个线圈边分别处于两段铁心上的现象，即扇形铁心之间无线圈端部跨接，每段扇形定子铁心上的三相绕组是一个完整的单元电机，每段扇形定子铁心两侧的半个定子齿对定子组件的两侧绕组的线圈形成保护作用。每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机定子组件。将2段扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，并固定住。然后，可以按图4所示，将Ⅰ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A1X1、B1Y1和C1Z1分别与Ⅱ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A2X2、B2Y2和C2Z2按照电动势大小和相位都相同的原则串联，即X1与A2连接、Y1与B2连接、Z1与C2连接，将A1X1、与A2X2、B1Y1与B2Y2、C1Z1与C2Z2分别串联连接成AX、BY、CZ三相绕组，A1、B1和C1分别为AX、BY和CZ三相绕组的首端A、B和C，X1、Y1和Z1分别为AX、BY和CZ三相绕组的尾端X、Y和Z，将X、Y和Z连接在一起而连接成Y接的ABC三相对称绕组；也可以按图5所示，将Ⅰ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A1X1、B1Y1和C1Z1分别与Ⅱ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A2X2、B2Y2和C2Z2按照电动势大小和相位都相同的原则并联，即A1与A2连接、X1与X2连接，得到并联后的AX相绕组，B1与B2连接、、Y1与Y2连接，得到并联后的BY相绕组，C1与C2、Z1与Z2连接，得到并联后的CZ相绕组，再将AX、BY和CZ三相绕组的尾端X、Y和Z，连接在一起而连接，得到Y接的ABC三相对称绕组。三相对称绕组首端A、B和C作为与外部电路连接的接口，这样得到一套完整的三相永磁同步电机定子，再装配上永磁转子等一系列各种电机零部件，就得到一台三相永磁同步电机。
实施例2
结合图6和图7，以定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽4极永磁同步电机为例，对本发明的具体实施再给予说明。如图6所示，该三相永磁同步电机的定子铁心分为上、下Ⅰ和Ⅱ共2段扇形(此时为半圆形)定子铁心组成，每段扇形定子铁心的两侧为半个定子齿，一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿与相邻的另一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿合在一起占据一个定子齿空间。相当于在一个完整三相永磁同步电机定子铁心圆周上相差π机械角度的两个定子齿的中心线处将定子铁心一分为二，变为2段完全一样的两侧为半个定子齿的扇形定子铁心，然后再将2段扇形定子铁心对接在一起，显然对接在一起的整个电机定子铁心磁路各处磁性能理论上是相同。每段扇形定子铁心上有12个相同的槽，在每段扇形定子铁心上可以嵌放1套相数为3、定子槽数为12、极数为2、线圈跨距为6的三相单层整距分布绕组。整个电机的Ⅰ和Ⅱ共2段扇形定子铁心上分别嵌放1套相数为3、定子槽数为12、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。每段扇形定子铁心上每个槽中的1～12、数字为槽号，槽外侧的A、Z、B、X、C和Y分别代表该槽中线圈边所处的相带位置。每个相带各占据2个槽，每段扇形定子铁心上单元电机内每相的2个整距线圈的4个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的2个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端。每段扇形定子铁心上单元电机内1槽和7槽中嵌入属于A相的线圈1、2槽和8槽中嵌入属于A相的线圈2，3槽和9槽中嵌入属于C相的反向线圈3、4槽和10槽中嵌入属于C相的反向线圈4，5槽和11槽中嵌入属于B相的线圈5、6槽和12槽中嵌入属于B相的线圈6。整个电机相当于嵌放有相数为3、定子槽数为24、极数为4线圈跨距为6的三相单层整距分布绕组，其绕组展开图如图7所示，由图7可见不存在某个线圈的两个线圈边分别处于两段铁心上的现象，扇形铁心之间无线圈端部跨接。图7中左右两个虚线框代表Ⅰ和Ⅱ共2段扇形定子铁心，τ为电机极距。将Ⅰ段扇形定子铁心上的线圈1的尾端与线圈2的首端连接，则将线圈1与线圈2的串联连接成A相最小的相绕组支路A1X1；将Ⅰ段扇形定子铁心上的线圈4的首端与线圈3的尾端连接，则将反向线圈4与反向线圈3的串联连接成C相最小的相绕组支路C1Z1；将Ⅰ段扇形定子铁心上的线圈5的尾端与线圈6的首端连接，则将线圈5与线圈6的串联连接成B相最小的相绕组支路B1Y1；A1X1、B1Y1和C1Z1这3个最小的相绕组支路是三相对称的。按同样的方法，Ⅱ段扇形定子铁心上也连接成3个最小的相绕组支路是A2X2、B2Y2和C2Z2。每段扇形定子铁心上的三相绕组是一个完整的单元电机，每段扇形定子铁心两侧的半个定子齿对定子组件的两侧绕组的线圈形成保护作用。每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机定子组件。将2段扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，并固定住。然后，可以按图4所示，将Ⅰ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A1X1、B1Y1和C1Z1分别与Ⅱ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A2X2、B2Y2和C2Z2按照电动势大小和相位都相同的原则串联，也可以按图5所示，将Ⅰ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A1X1、B1Y1和C1Z1分别与Ⅱ段扇形定子铁心上的三相最小的相绕组支路A2X2、B2Y2和C2Z2按照电动势大小和相位都相同的原则并联，得到AX、BY和CZ三相对称绕组，再将AX、BY和CZ三相绕组的尾端X、Y和Z，连接在一起而连接，得到Y接的ABC三相对称绕组。三相对称绕组首端A、B和C作为与外部电路连接的接口，这样得到一套完整的三相永磁同步电机定子，再装配上永磁转子等一系列各种电机零部件，就得到一台三相永磁同步电机。
实施例3
结合图8和图9，以定子由两侧为半个定子齿的2段铁心组成的24槽8极永磁同步电机为例，对本发明的具体实施再给予说明。如图8所示，该三相永磁同步电机的定子铁心分为上Ⅰ和下Ⅱ共2段扇形(此时为半圆形)定子铁心组成，每段扇形定子铁心的两侧为半个定子齿，一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿与相邻的另一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿合在一起占据一个定子齿空间。相当于在一个完整三相永磁同步电机定子铁心圆周上相差π机械角度的两个定子齿的中心线处将定子铁心一分为二，变为2段完全一样的两侧为半个定子齿的扇形定子铁心，然后再将2段扇形定子铁心对接在一起，显然对接在一起的整个电机定子铁心磁路各处磁性能理论上是相同。每段扇形定子铁心上有12个相同的槽，在每段扇形定子铁心上可以嵌放2套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。整个电机的Ⅰ和Ⅱ共2段扇形定子铁心上分别嵌放2套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。每段扇形定子铁心上每个槽中的1、2、3、4、5和6数字以/6、7、8、9、10、11和12为槽号，槽外侧的A、Z、B、X、C和Y分别代表该槽中线圈边所处的相带位置。每个相带各占据1个槽，每段扇形定子铁心上单元电机内每相的1个整距线圈的2个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的1个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端。每段扇形定子铁心上由2个单元电机，第1个单元电机内1槽和4槽中嵌入属于A相的线圈1，5槽和2槽中嵌入属于C相的反向线圈2，3槽和6槽中嵌入属于B相的线圈3；第2个单元电机内7槽和10槽中嵌入属于A相的线圈7，11槽和8槽中嵌入属于C相的反向线圈8，9槽和12槽中嵌入属于B相的线圈。整个电机相当于嵌放有相数为3、定子槽数为24、极数为8线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组，其绕组展开图如图9所示，由图7可见不存在某个线圈的两个线圈边分别处于两段铁心上的现象，扇形铁心之间无线圈端部跨接。图9中2个虚线框代表Ⅰ和Ⅱ共2段扇形定子铁心，τ为电机极距。将Ⅰ段扇形定子铁心上第1个单元电机内的线圈1为A相最小的相绕组支路线圈2为C相最小的相绕组支路线圈3为B相最小的相绕组支路和这3个最小的相绕组支路是三相对称的；Ⅰ段扇形定子铁心上第2个单元电机内的线圈7为A相最小的相绕组支路线圈8为C相最小的相绕组支路线圈9为B相最小的相绕组支路和这3个最小的相绕组支路是三相对称的。将Ⅱ段扇形定子铁心上第1个单元电机内的线圈1为A相最小的相绕组支路线圈2为C相最小的相绕组支路线圈3为B相最小的相绕组支路和这3个最小的相绕组支路是三相对称的；Ⅱ段扇形定子铁心上第2个单元电机内的线圈7为A相最小的相绕组支路线圈8为C相最小的相绕组支路线圈9为B相最小的相绕组支路和这3个最小的相绕组支路是三相对称的。每段扇形定子铁心上的三相绕组是一个完整的单元电机，每段扇形定子铁心两侧的半个定子齿对定子组件的两侧绕组的线圈形成保护作用。每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机定子组件。将两段扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，并固定住。由于和这4条A相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，和这4条B相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，和这4条C相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，与传统三相永磁同步电机定子绕组多条并联支路连接方法一样可以采用串联、并联以及串并联结合的各种方法将这些最小的相绕组支路连接成Y接对称绕组。三相对称绕组首端A、B和C作为与外部电路连接的接口，这样得到一套完整的三相永磁同步电机定子，再装配上永磁转子等一系列各种电机零部件，就得到一台三相永磁同步电机。
实施例4
结合图10和图11，以定子由两侧为半个定子齿的4段铁心组成的24槽8极永磁同步电机为例，对本发明的具体实施再给予说明。如图10所示，该三相永磁同步电机的定子铁心分为右上Ⅰ、左上Ⅱ、左下Ⅲ和右下Ⅵ共4段扇形定子铁心组成，每段扇形定子铁心的两侧为半个定子齿，一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿与相邻的另一段扇形定子铁心的两侧的半个定子齿合在一起占据一个定子齿空间。相当于在一个完整三相永磁同步电机定子铁心圆周上相差π/2机械角度的两个定子齿的中心线处将定子铁心一分为四，变为4段完全一样的两侧为半个定子齿的扇形定子铁心，然后再将4段扇形定子铁心对接在一起，显然对接在一起的整个电机定子铁心磁路各处磁性能理论上是相同。每段扇形定子铁心上有6个相同的槽，在每段扇形定子铁心上可以嵌放一套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。整个电机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ共4段扇形定子铁心上分别嵌放一套相数为3、定子槽数为6、极数为2、线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组。每段扇形定子铁心上每个槽中的1、2、3、4、5和6数字为槽号，槽外侧的A、Z、B、X、C和Y分别代表该槽中线圈边所处的相带位置。每个相带各占据1个槽，每段扇形定子铁心上单元电机内每相的1个整距线圈的2个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的1个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端。每段扇形定子铁心上单元电机内1槽和4槽中嵌入属于A相的线圈，5槽和2槽中嵌入属于C相的线圈，3槽和6槽中嵌入属于B相的线圈。整个电机相当于嵌放有相数为3、定子槽数为12、极数为4线圈跨距为3的三相单层整距分布绕组，其绕组展开图如图11所示，由图7可见不存在某个线圈的两个线圈边分别处于两段铁心上的现象，扇形铁心之间无线圈端部跨接。图11中4个虚线框代表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ共4段扇形定子铁心，τ为电机极距。第Ⅰ段扇形定子铁心上线圈1为A相最小的相绕组支路A1X1，反向线圈2为C相最小的相绕组支路C1Z1，线圈3为B相最小的相绕组支路B1Y1，A1X1、B1Y1和C1Z1这3个最小的相绕组支路是三相对称的。按同样的方法，Ⅱ段扇形定子铁心上也连接成3个最小的相绕组支路是A2X2、B2Y2和C2Z2；第Ⅱ段扇形定子铁心上线圈1为A相最小的相绕组支路A2X2，反向线圈2为C相最小的相绕组支路C2Z2，线圈3为B相最小的相绕组支路B2Y2；A2X2、B2Y2和C2Z2这3个最小的相绕组支路是三相对称的；第Ⅲ段扇形定子铁心上线圈1为A相最小的相绕组支路A3X3，反向线圈2为C相最小的相绕组支路C3Z3，线圈3为B相最小的相绕组支路B3Y3；A3X3、B3Y3和C3Z3这3个最小的相绕组支路是三相对称的；第Ⅵ段扇形定子铁心上线圈1为A相最小的相绕组支路A4X4，反向线圈2为C相最小的相绕组支路C4Z4，线圈3为B相最小的相绕组支路B4Y4；A4X4、B4Y4和C4Z4这3个最小的相绕组支路是三相对称的。每段扇形定子铁心上的三相绕组是一个完整的单元电机，每段扇形定子铁心两侧的半个定子齿对定子组件的两侧绕组的线圈形成保护作用。每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机定子组件。将两段扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，并固定住。由于A1X1、A2X2、A3X3和A4X4这4条A相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，B1Y1、B2Y2、B3Y3和B4Y4这4条B相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，C1Z1、C2Z2、C3Z3和C4Z4这4条C相最小的相绕组支路的电动势大小和相位完全相同，与传统三相永磁同步电机定子绕组多条并联支路连接方法一样可以采用串联、并联以及串并联结合的各种方法将这些最小的相绕组支路连接成Y接对称绕组。三相对称绕组首端A、B和C作为与外部电路连接的接口，这样得到一套完整的三相永磁同步电机定子，再装配上永磁转子等一系列各种电机零部件，就得到一台三相永磁同步电机。
实施例5
结合图12和图13，以定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的6K槽2K极永磁同步电机为例。与实施例4相比，对比图10和图11可见，电机的铁心段数由4段变为K段，每段上的槽数和所对应的极数相同都为6槽和2极，每段铁心上线圈嵌放和连接仍然相同，具体的实施过程雷同不再赘述。最后，只是最小的三相对称的相绕组支路由4组变为K组，连接成最后三相对称绕组的方式更多了，整台电机的极数更多了。
实施例6
结合图14和图15，以定子由两侧为半个定子齿的K段铁心组成的12K槽4K极永磁同步电机为例。与实施例3相比，对比图8和图9可见，电机的铁心段数由2段变为K段，每段上都有2个单元电机，单元电机的槽数和所对应的极数相同都为6槽和2极，每段铁心上线圈嵌放和连接仍然相同，具体的实施过程雷同不再赘述。最后，只是最小的三相对称的相绕组支路由4组变为K组，连接成最后三相对称绕组的方式更多了，整台电机的极数更多了。
本发明提出的三相永磁同步电机定子分段方法特别适用于以下两种电机制造情况，一是当三相永磁同步电机定子内径较小，轴向长度较长，绕组嵌放很困难时，二是大型低速直驱式三相永磁同步电机定子外径很大，一个完整的电机定子安装运输不仅困难，而且浸漆烘干费用非常高时。在上述两种情况下，采用本发明可以提高劳动生产率，降低制造成本。由与不存在某个线圈的两个线圈边分别处于两段铁心上的现象，扇形铁心之间无线圈端部跨接，扇形定子组件的拆装非常方便。
本发明提出的三相永磁同步电机定子分段方法同样适用于多相永磁同步电机的定子分段。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种三相永磁同步电机定子分段方法，对于圆筒状定子铁心、径向磁场、每极每相槽数q为整数槽并且采用单层整距分布绕组的三相永磁同步电机，其中，电机相数为3、定子槽数为Z、极数为2p，且Z＝6qp；其特征在于：步骤如下：
在定子齿的中心线位置处将整个圆筒状定子铁心沿圆周均匀的分成K段扇形定子铁心，每段扇形定子铁心圆周上占据2π/K机械角度；
每段扇形定子铁心两侧各是半个定子齿，扇形定子铁心内部有(Z1-1)个完整的定子齿和Z1个槽，即每段扇形定子铁心占有Z1个完整的定子齿和Z1个槽空间，每段扇形定子铁心对应着2p1个永磁转子磁极，其中，满足Z1＝p1Z0和Z0＝6q的关系，每段扇形定子铁心有p1个由电机相数为3、定子槽数为Z0、极对数为1且Z0＝6q的单元电机构成；
每个单元电机内的Z0个槽是按π/3电角度相带进行分相，依次分为A、Z、B、X、C、Y的6个相带，依次记为A相正相带、C相负相带、B相正相带、A相负相带、C相正相带和B相负相带，每个相带各占据q个槽；
每个单元电机内每相的q个整距线圈的2q个线圈边分别嵌入该相所分得的正、负相带内的q个槽中，正相带槽中引出的线圈接线端为线圈的首端，负相带槽中引出的线圈接线端为线圈的尾端，按前一个线圈的尾端接下一个线圈的首端的规律，并以每相的q个整距线圈串联后所得电动势最大的方式串联形成该相绕组的一个最小的相绕组支路，每个单元电机内三相最小的相绕组支路是三相对称的；
每段扇形定子铁心内的p1个单元电机共能连接成p1组三相最小的相绕组支路；
选择串联、并联和串并联组合三种方式之一将p1组三相最小的相绕组支路分别连接成三相对称的各相线圈组支路，各相线圈组支路各有一个首端和一个尾端；
每段扇形定子上嵌放且连接好三相对称的各相线圈组支路后，浸漆、烘干后成为一个独立完整的三相永磁同步电机扇形定子组件。
2.一种三相永磁同步电机定子的组装方法，其特征在于，将如权利要求1所述三相永磁同步电机定子分段方法得到的K段三相永磁同步电机扇形定子组件在电机机座内拼接成一个完整的三相永磁同步电机定子铁心圆筒，然后，选择串联、并联、串并联组合三种方式之一分别将各段上的各相线圈组支路按照电动势大小和相位都相同的原则分别连接成三相对称绕组，再将三相对称绕组的尾端星形连接，三相对称绕组首端作为与外部电路连接的接口，从而得到一套完整的三相永磁同步电机定子。
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