CN106849408A - 一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构，定子铁心包括滚棒和外开槽的定子冲片，定子冲片包括沿圆周方向均匀分布的若干个定子齿，定子齿之间设有定子槽，定子齿包括定子内齿和定子外齿，定子内齿之间采用闭口槽结构、相互连接，定子外齿之间设有预留槽，预留槽内设有滚棒，滚棒的两端设有端部挡板；至少一个定子外齿的端部设有限位齿，限位齿端部设有橡胶垫；机壳上设有与限位齿相配合的限位槽；预留槽和限位槽内设有润滑油，能够减弱定子摆动的阻力。本发明能够利用定子轻微摆动替代转子输出转矩的脉动，有效削弱电机的转矩脉动，降低了电机运行时的噪声；解决了电机下线工艺困难的问题，减少了电机加工的时间，扩大企业经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及电机的技术领域，具体涉及一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构。
背景技术
转矩脉动作为电机的固有缺陷，其受到电机结构参数和控制策略影响。电机结构参数引起转矩脉动的因素主要有电磁因素的影响、齿槽结构的影响、电枢反应的影响以及机械工艺的影响等。转矩脉动不仅会影响电机的控制精度，同时还会因为转子振动产生噪声，这都限制了电机在高精度系统以及对噪声要求严格的场合中的应用。转矩脉动是衡量电机性能的一个重要指标，如何削弱甚至消除转矩脉动有着十分重要的意义。
目前，已经有许多削弱转矩脉动的方法，例如：定子斜槽、转子斜极、优化磁极形状、采用分段磁极、极槽配合以及优化控制策略等方法。这些方法能够削弱一部分转矩脉动，但是并不能彻底解决转矩脉动问题。
发明内容
针对现有电机的结构不能彻底解决转矩脉动的问题，本发明提出一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构，能够利用定子轻微摆动替代转子输出转矩的脉动，进而有效削弱转矩脉动，降低了电机运行时的噪声，扩大了电机的应用领域。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构，包括机壳和定子铁心，所述定子铁心包括滚棒和外开槽的定子冲片，定子冲片包括沿圆周方向均匀分布的若干个定子齿，定子齿之间设有定子槽，定子齿包括定子内齿和定子外齿，定子内齿位于定子外齿的内部，定子外齿之间设有预留槽，预留槽内设有滚棒，滚棒的两端设有端部挡板；至少一个定子外齿的端部设有限位齿，限位齿端部的两侧设有橡胶垫；所述机壳上设有与限位齿相配合的限位槽；所述预留槽和限位槽内设有润滑油。
所述限位齿的数量设有3-6个，限位齿均匀分布在定子冲片的外圆周上；所述限位齿与定子齿是一体成型的。
所述滚棒由高导磁或者铁磁性材料制成，滚棒为电机定子的轭部。
所述限位槽的宽度为限位齿的宽度和定子一个齿距的宽度之和。
所述定子内齿之间采用闭口槽结构，相邻的定子内齿之间互相连接。
所述定子外齿的两侧设有弧形槽，两个相邻定子外齿的弧形槽和定子槽上部的空间组成预留槽。
所述端部挡板为环形板，端部挡板设置在滚棒的两端。
本发明通过外开槽的定子冲片的限位齿和机壳上的限位槽相配合，实现定子小范围的摆动，定子冲片上的滚棒贯穿定子铁心，不仅起着固定定子和使定子轻微摆动的作用，同时还起着充当定子轭部的作用，其与定子齿部、转子铁心和气隙共同构成电机完整磁路；能够利用定子轻微摆动替代转子输出转矩的脉动，有效削弱电机的转矩脉动，降低了电机运行时的噪声，扩大了电机的应用领域；同时解决了电机下线工艺困难的问题，减少了电机加工的时间，扩大企业经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明定子和端部挡板的结构示意图。
图3为本发明图2的侧视图。
图4为本发明不含端部挡板的定子结构示意图。
图5为本发明图4的立体图。
图6为本发明定子上的磁力线分布图。
图7为本发明定子冲片的结构示意图。
图中，1为机壳，1-1为限位槽，2为定子铁心，2-1为定子齿，2-2为定子槽，2-3为限位齿，2-4为定子内齿，2-5为定子外齿，2-6为预留槽，2-7为定子冲片，3为端部挡板，4为滚棒，5为润滑油，6为橡胶垫。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图7所示，一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构，包括机壳1和定子铁心2，所述定子铁心2包括滚棒4和外开槽的定子冲片2-7，定子冲片2-7包括沿圆周方向均匀分布的若干个定子齿2-1，定子齿2-1之间设有定子槽2-2，定子槽2-2的开口伸向定子冲片2-7的外圆周，是外开槽的，能够避免传统的内开槽定子嵌线困难的技术难题，方便工人下线，节约电机加工时间，扩大企业经济效益。定子齿2-1包括定子内齿2-4和定子外齿2-5，定子内齿2-4位于定子外齿2-5的内部，定子外齿2-5之间设有预留槽2-6，预留槽2-6内设有滚棒4，滚棒4与预留槽2-6的大小相匹配。在定子下线完毕之后，在定子槽2-2外端的预留槽2-6中放置滚棒。滚棒4的两端设有端部挡板3，如图2和图3所示。至少一个定子外齿2-5的端部设有限位齿2-3，限位齿2-3端部的两侧设有橡胶垫6，橡胶垫6具有缓冲作用，在定子沿圆周方向摆动时能够起到起缓冲及减震的作用。所述机壳1上设有与限位齿2-3相配合的限位槽1-1，限位槽1-1两侧也设有橡胶垫6。预留槽2-6和限位槽1-1内设有润滑油5，保证定子轻微摆动的灵活性，能够减弱定子摆动的阻力。
优选地，所述限位齿2-3的数量设有3-6个，限位齿2-3均匀分布在定子冲片2-7的外圆周上。所述限位齿2-3与定子齿2-1是一体成型的，限位齿2-3是定子齿2-1的延伸部分。如图4和图7所示，限位齿2-3的数量为4个，分别设置在定子冲片的上下左右，从上下左右四个方向进行限位。
优选地，所述滚棒4由高导磁或者铁磁性材料制成，滚棒4为电机定子的轭部。滚棒贯穿定子铁心，不仅起着固定支撑定子和使定子轻微摆动的作用，同时还起着充当定子轭部的作用，其与定子齿部、转子铁心和气隙共同构成电机完整磁路。以8极电机为例，电机正常运行时，等效磁力线分布示意图如图6所示，磁力线依次穿过励磁源、气隙、定子齿部、滚棒、定子齿部、气隙和转子铁心，最终又回到励磁源，构成一个闭合回路。
优选地，所述限位槽1-1的宽度为限位齿2-3的宽度和定子外齿2-5外圆周一个齿距宽度之和。一个齿距是齿与齿之间的距离，限位槽1-1的宽度包括一个齿宽和一个槽宽。在限位齿的作用下，整个定子铁心2的摆动距离为定子外圆周1个齿距的距离。
优选地，所述定子内齿2-4之间采用闭口槽结构，相邻的定子内齿2-4之间彼此相连接，定子铁心2内圆周上没有传统的齿槽结构，转子磁极与定子铁心2之间相互作用力被削弱，转子磁极能够平滑的转动，削弱了一部分转矩脉动。
优选地，所述定子外齿2-5的两侧设有弧形槽，两个相邻定子外齿2-5的弧形槽和定子槽上部的空间组成预留槽2-6，预留槽2-6位于定子槽2-2的上部，在电机加工时，在嵌完定子绕组线圈之后，将充当定子轭部的滚棒4穿入预留槽2-6中即可。由于传统内转子电机定子为内开槽冲片，为了降低电机转动时的齿槽转矩，尽可能的弱小槽口宽度，这样就对定子嵌线工艺要求增高，使得电机制造时在嵌线阶段时花费的时间增多。本发明提出的外开槽定子槽口宽度很大，解决了电机下线工艺困难的问题，减小了电机加工时间，扩大了企业效益。
优选地，所述端部挡板3为环形板，端部挡板3设置在滚棒4的两端，固定在定子铁心上，不会对绕组端部造成影响，端部挡板3突出定子铁心，防止滚棒向两端滑落，如图2和图3所示。
本发明电机正常运行时，转子在定子磁场的作用下旋转并输出转矩，由于输出转矩没有脉动，转子不发生抖动，电机输出稳定的转矩；在电机转矩出现脉动后，由于定、转子磁场之间相互吸引，本发明的定子在限位齿2-3和机壳限位槽1-1的共同作用下轻微摆动，摆动范围为一个齿距，抵消了转子的转矩脉动，使转子能够输出稳定的转矩。限位齿和机壳接触面两侧设置有橡胶垫等缓冲物质，其在定子沿圆周方向摆动时能够起到起缓冲及减震的作用。滚棒4起到滚动、支撑及充当电机定子磁轭的作用。本发明能够消除电机的转矩脉动，扩大电机的应用领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型削弱电机转矩脉动的定子结构，包括机壳（1）和定子铁心（2），其特征在于：所述定子铁心（2）包括滚棒（4）和外开槽的定子冲片（2-7），定子冲片（2-7）包括沿圆周方向均匀分布的若干个定子齿（2-1），定子齿（2-1）之间设有定子槽（2-2），定子齿（2-1）包括定子内齿（2-4）和定子外齿（2-5），定子内齿（2-4）位于定子外齿（2-5）的内部，定子外齿（2-5）之间设有预留槽（2-6），预留槽（2-6）内设有滚棒（4），滚棒（4）的两端设有端部挡板（3）；至少一个定子外齿（2-5）的端部设有限位齿（2-3），限位齿（2-3）端部的两侧设有橡胶垫（6）；所述机壳（1）上设有与限位齿（2-3）相配合的限位槽（1-1），限位槽（1-1）的两侧设有橡胶垫（6）；所述预留槽（2-6）和限位槽（1-1）内设有润滑油（5）。
2.根据权利要求1所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述限位齿（2-3）的数量设有3-6个，限位齿（2-3）均匀分布在定子冲片（2-7）的外圆周上；所述限位齿（2-3）与定子齿（2-1）是一体成型的。
3.根据权利要求1所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述滚棒（4）由高导磁或者铁磁性材料制成，滚棒（4）为电机定子的轭部。
4.根据权利要求1所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述限位槽（1-1）的宽度为限位齿（2-3）的宽度和定子外齿（2-5）外圆周一个齿距的宽度之和。
5.根据权利要求1所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述定子内齿（2-4）之间采用闭口槽结构，相邻的定子内齿（2-4）彼此互相连接。
6.根据权利要求1或4所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述定子外齿（2-5）的两侧设有弧形槽，两个相邻定子外齿（2-5）的弧形槽和定子槽上部的空间组成预留槽（2-6）。
7.根据权利要求1所述的新型削弱电机转矩脉动的定子结构，其特征在于，所述端部挡板（3）为环形板，端部挡板（3）设置在滚棒（4）的两端。
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