CN107623395A - 一种电机定子绕组的接线方法及永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的定子绕组接线方法，接线方法包括正向串联和反向串联，本发明还公开了一种使用该接线方法的永磁同步电机。本发明的有益效果是：本申请定子绕组的接线方法，使得永磁同步电机所产生的磁场按照大极‑小极的顺序沿周向均匀分布，相比传统的接线方法，电机所产生的磁场的极数增加，进而提高了输出转矩。本申请的永磁同步电机的定子绕组缠绕方式提高了槽满率，减少了绕组端部的长度，从而降低了铜耗，提高了电机的效率和功率密度；定子铁心内部安放绕组的剩余空间可用作定子的通风冷却通道，增加了定子表面的散热面积。

Description

一种电机定子绕组的接线方法及永磁同步电机

技术领域

本发明涉及一种电机的定子绕组接线方法及永磁同步电机，属于电机设备驱动技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，工业生产越来越趋于自动化、智能化、机械化。在此过程中，人们对于驱动电机的要求也在不断的提高。传统的永磁同步电机多采用两种绕线方式，一种是在凸极上绕制，另一种是采用集中卷的方式，但这两种绕线方式的弊端在于：当相邻两个凸极之间的距离较大时，线圈可能会出现滑出的现象，极不安全；采用集中卷绕制时，需要留有一定的间距方便绕线，使得电机的槽满率降低；各相绕组线圈的端部相互交叉，使其绝缘工艺较为复杂，同时也增加了散热难度。

中国专利公开号为CN205389143U的“一种永磁同步电机定子结构”公开了一种每个定子齿槽内设置一对分流齿，相邻定子齿宽度中心线夹角为30度，且分流齿和定子齿之间设置隔离层的定子结构，实现了减小励磁漏磁、扩宽弱磁升速的作用，但使用该定子结构的电机在加工过程中嵌线比较困难，且各相绕组端部交叉使得电机的绝缘工艺较为复杂，电机整体结构复杂，增加了散热难度和制造成本。

另外现有同步电机的定子绕组的接线方法通常为叠绕组和链式绕法，这两种绕线方式发展时间长久，接线稳定，但是不能满足目前人们对提升电机性能的需求。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种电机的定子绕组的正向串联接线方法和反向串联接线方法。

为了克服上述缺陷，本发明还提供了一种使用正向串联接线方法或反向串联接线方法的永磁同步电机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电机的定子绕组接线方法，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；每相定子绕组的线圈按顺序依次进行首端-尾端-首端……尾端的接线。

一种电机的定子绕组接线方法，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；每相定子绕组的线圈按顺序依次进行尾端-首端-尾端……首端的接线。

一种使用上述电机的定子绕组接线方法的永磁同步电机。

优选的，永磁同步电机包括定子铁心和定子绕组，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；线圈沿径向方向缠绕在定子铁心上；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同。

本发明的有益效果是：本申请定子绕组的接线方法，使得永磁同步电机所产生的磁场按照大极-小极的顺序沿周向均匀分布，相比传统的接线方法，电机所产生的磁场的极数有所增加，进而提高了输出转矩。

本申请的永磁同步电机的定子绕组缠绕方式提高了槽满率，减少了绕组端部的长度，从而降低了铜耗，提高了电机的效率和功率密度；定子铁心内部安放绕组的剩余空间可用作定子的通风冷却通道，增加了定子表面的散热面积，通风气流不但能够冷却定子铁心，而且可以直接冷却定子绕组，从而提高定子的冷却散热效率。

附图说明

图1为本发明实施例1和2的定子结构示意图。

图2为本发明实施例1和2定子绕组的磁力线分布图。

图3为现有的叠绕组永磁同步电机的磁力线分布图。

图4为现有的链式绕法的永磁同步电机的磁力线分布。

图5为本发明实施例3永磁同步电机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种三相永磁同步电机的定子绕组接线方法，定子绕组由12个线圈构成三相绕组；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；A相定子绕组的首端为A1，A2，A3，A4；尾端为U1，U2，U3，U4；B相定子绕组的首端为B1，B2，B3，B4；尾端为V1，V2，V3，V4；C相定子绕组的首端为C1，C2，C3，C4；尾端为W1，W2，W3，W4；

接线方法为：A相接线顺序为：A1-U1-A2-U2-A3-U3-A4-U4,B相和C相的接线顺序与A相类似，该接线方法为正向串联（具体的端头线连接属于公知技术，图中省略）。

实施例2

如图1所示，一种三相永磁同步电机的定子绕组接线方法，定子绕组由12个线圈构成三相绕组；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；A相定子绕组的首端为A1，A2，A3，A4；尾端为U1，U2，U3，U4；B相定子绕组的首端为B1，B2，B3，B4；尾端为V1，V2，V3，V4；C相定子绕组的首端为C1，C2，C3，C4；尾端为W1，W2，W3，W4；

接线方法为：A相接线顺序为：U1-A1-U2-A2-U3-A3-U4-A4,B相和C相的接线顺序与A相类似，该接线方法为反向串联。

在实施例1和实施例2中，如图2所示，本申请定子绕组的接线方法，改变了永磁同步电机电机的磁场分布，使得电机产生四组大极磁场101和小极磁场102组合，并且大极磁场101和小极磁场102均有沿周向均匀分布的磁场，与图3和图4所示的现有接线方法相比较，本发明的接线方法使得电机所形成磁场的极数增加，进而提高了电机的输出转矩。

实施例3

如图5所示的一种永磁同步电机，包括定子1、转子2和定子绕组3，所述定子1为单面开槽的铁芯，定子绕组3包括线圈301；每个线圈301沿径向方向缠绕在一个定子槽302内，并且使定子1形成对称分布的三相绕组；所有线圈301的首端位于定子1的同一侧且进线方向相同；所有线圈301的尾端位于定子轭部外表面；所述转子2位于定子1外部，转子2和定子1之间设有气隙。

定子槽302沿周向方向均布于定子1的外圆表面；相邻的两个定子槽302之间设有定子齿303。

定子齿303的顶部两端沿定子周向方向凸出形成极靴304；所述极靴304的厚度由极尖向齿部增大。

转子2由包括转子铁芯201和弧面型永磁体202，所述弧面型永磁体202沿周向方向等间距的分布在转子铁芯201的内表面圆周，相邻的两个弧面型永磁体202的极性相反。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机的定子绕组接线方法，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；其特征在于，所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；每相定子绕组的线圈按顺序依次进行首端-尾端-首端……尾端的接线。

2.一种电机的定子绕组接线方法，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；其特征在于，所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同；每相定子绕组的线圈按顺序依次进行尾端-首端-尾端……首端的接线。

3.一种使用权利要求1或2所述电机的定子绕组接线方法的永磁同步电机。

4.根据权利要求3所述一种永磁同步电机，包括定子铁心和定子绕组，定子绕组由N个线圈构成M相绕组，其中N、M均为正整数；其特征在于：线圈沿径向方向缠绕在定子铁心上；所有线圈的首端位于同一侧且进线方向相同，所有线圈的尾端位于同一侧且出线方向相同。