CN108566009A - 定子总成及电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种定子总成及电机，其中定子总成包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的A相绕组、B相绕组及C相绕组，A相绕组、B相绕组及C相绕组的各个线圈按照A相线圈、B相线圈和C相线圈的排列顺序沿所述定子铁芯周向周期性分布，以使每一相绕组内沿定子铁芯径向相对的两线圈形成一线圈对；每一相绕组的每一线圈对中的两线圈极性相同且相互并联连接。本发明技术方案通过让每一相绕组的每一线圈对中的两线圈相互并联连接，每一线圈对中的两线圈的电压相同。当定子总成与转子总成气隙不对称时，自动调节转子总成所在位置的磁通密度，保证转子总成受到的吸引力均衡，电机不会发生振动。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及一种定子总成及电机。
背景技术
现有技术中，多极绕组电机的多个极线圈是采用串联方式连接，这样每个极线圈的电流可以保持一致。然而，定子总成与转子总成装配后，定子总成和转子总成因为存在装配公差，两者并不一定完全同心，即定子总成与转子总成的气隙会不对称，而极线圈的串联方式使得每个极线圈电流一致，这样就会导致定子总成对转子总成的吸引力也会不对称，导致电机振动，噪音较大。另外，即使定子总成和转子总成在装配时完全同心，电机在工作的过程中，转子总成也有可能偏离原来的位置，而造成定子总成与转子总成的气隙不对称，同样导致电机振动，噪音较大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种定子总成及电机，旨在当定子总成与转子总成的气隙不对称时，自动调整极线圈的电流大小，进而调整极线圈的感应产生的磁通密度，使转子总成受到的吸引力对称，避免电机工作时振动，降低噪音。
为实现上述目的，本发明提出一种定子总成，包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述A相绕组包括N个A相线圈，所述B相绕组包括N个B相线圈，所述C相绕组包括N个C相线圈，所述N为偶数；所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的各个线圈按照A相线圈、B相线圈和C相线圈的排列顺序沿所述定子铁芯周向周期性分布，以使每一相绕组内沿所述定子铁芯径向相对的两线圈形成一线圈对；其中，相邻两线圈的极性不同，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中每一相绕组的每一所述线圈对中的两线圈极性相同且相互并联连接。
优选地，同一相绕组中的多个所述线圈对相互串联连接。
优选地，所述A相绕组包括编号为A1、A2......A2n-1、A2n的共2n个A相线圈，(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)依次串联；
所述B相绕组包括编号为B1、B2......B2n-1、B2n的共2n个B相线圈，(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)依次串联；
所述C相绕组包括编号为C1、C2......C2n-1、C2n的共2n个C相线圈，(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)依次串联，其中，n为正整数。
优选地，所述n＝4。
优选地，所述n为偶数，所述n＝2k，其中k为正整数；所述A相绕组包括编号为A1、A2......A4k-1、A4k的共4k个A相线圈，(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(A2k、A4k)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(Ak、A3k)依次串联形成第一A相线圈组，线圈对(Ak+1、A3k+1)、(Ak+2、A3k+2)......(A2k、A4k)依次串联形成第二A相线圈组，所述第一A相线圈组与所述第二A相线圈组并联；
所述B相绕组包括编号为B1、B2......B4k-1、B4k的共4k个B相线圈，(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(B2k、B4k)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(Bk、B3k)依次串联形成第一B相线圈组，线圈对(Bk+1、B3k+1)、(Bk+2、B3k+2)......(B2k、B4k)依次串联形成第二B相线圈组，所述第一B相线圈组与所述第二B相线圈组并联；
所述C相绕组包括编号为C1、C2......C4k-1、C4k的共4k个C相线圈，(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(C2k、C4k)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(Ck、C3k)依次串联形成第一C相线圈组，线圈对(Ck+1、C3k+1)、(Ck+2、C3k+2)......(C2k、C4k)依次串联形成第二C相线圈组，所述第一C相线圈组与所述第二C相线圈组并联。
优选地，所述n＝8，所述k＝4。
优选地，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的采用星形连接。
本发明还提出一种电机，包括转子总成及定子总成，所述转子总成安装于所述定子总成的内孔内；所述定子总成包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述A相绕组包括N个A相线圈，所述B相绕组包括N个B相线圈，所述C相绕组包括N个C相线圈，所述N为偶数；所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的各个线圈按照A相线圈、B相线圈和C相线圈的排列顺序沿所述定子铁芯周向周期性分布，以使每一相绕组内沿所述定子铁芯径向相对的两线圈形成一线圈对；其中，相邻两线圈的极性不同，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中每一相绕组的每一所述线圈对中的两线圈极性相同且相互并联连接。
本发明技术方案通过让每一相绕组的每一线圈对中的两线圈相互并联连接，每一线圈对中的两线圈的电压相同。当定子总成与转子总成气隙不对称时，在定子铁芯的径向上，由于每一线圈对中两线圈的电压相同，气隙大的那一边的线圈的电流大，感应产生的磁通密度大，从而弥补了由于气隙增大而造成的磁通密度损失。气隙小的那一边的线圈的电流小，感应产生的磁通密度小，从而也削弱了由于气隙减小而造成的磁通密度的增大。如此实现自动调节转子总成所在位置的磁通密度，保证转子总成受到的吸引力均衡，电机不会发生振动。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明定子总成一实施例的绕组的示意图；
图2为图1中绕组的各线圈的电连接示意图；
图3为本发明定子总成另一实施例的绕组的示意图；
图4为图3中绕组的各线圈的电连接示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种定子总成及电机，所述电机包括转子总成及所述定子总成，所述转子总成安装于所述定子总成的内孔内。
在本发明的一实施例中，如图1和图2所示，所述定子总成包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述A相绕组包括N个A相线圈，所述B相绕组包括N个B相线圈，所述C相绕组包括N个C相线圈，所述N为偶数。所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的各个线圈按照A相线圈、B相线圈和C相线圈的排列顺序沿所述定子铁芯周向周期性分布，相邻两线圈的极性不同(图1中的箭头方向标示了线圈的极性)。且由于所述A相线圈、B相线圈和C相线圈是按照一定排列顺序周期性分布的，每一相绕组内沿所述定子铁芯径向相对的两线圈形成一线圈对。所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中每一相绕组的每一所述线圈对中的两线圈极性相同且相互并联连接。所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的采用星形连接。
需要说明的是，若将电学上的三相电分别命名为U相、V相及W相，所述A相、B相及C相均可以分别指代U相、V相及W相的任意一项。例如，在本实施例中，如图2所示，所述A相指代U相，所述B相指代V相，所述C相指代W相。在其他实施例中，所述A相也可以指代V相，所述B相也可以指代W相，所述C相也可以指代U相；或者，所述A相指代W相，所述B相指代U相，所述C相指代V相。
在现有技术中，由于每一相内的线圈是互相串联的，线圈的电流相同，感应产生的磁通密度相同。当电机的定子总成和转子总成不同心时，定子总成与转子总成气隙会不对称，在定子铁芯的径向上，一边的气隙大，一边的气隙小。由电磁学知识可知，气隙增大，磁通密度减小；气隙减小，磁通密度增大。所以气隙大的一边的线圈在转子总成所在位置的磁通密度小，气隙小的一边的线圈在转子总成所在位置的磁通密度大，从而造成两线圈对转子总成的吸引力不平衡，电机发生振动。然而，在本发明技术方案中，由于每一相绕组的每一线圈对中的两线圈相互并联连接，每一线圈对中的两线圈的电压相同。由电磁学知识可知，气隙大的那一边的线圈的电抗小(谐波漏抗反比于气隙长度)，气隙小的那一边的线圈的电抗大。当定子总成与转子总成气隙不对称时，在定子铁芯的径向上，由于每一线圈对中两线圈的电压相同，气隙大的那一边的线圈的电流大，感应产生的磁通密度大，从而弥补了由于气隙增大而造成的磁通密度损失。气隙小的那一边的线圈的电流小，感应产生的磁通密度小，从而也削弱了由于气隙减小而造成的磁通密度的增大。如此实现自动调节转子总成所在位置的磁通密度，保证转子总成受到的吸引力均衡，电机不会发生振动。
本发明技术方案通过让每一相绕组的每一线圈对中的两线圈相互并联连接，每一线圈对中的两线圈的电压相同。当定子总成与转子总成气隙不对称时，在定子铁芯的径向上，由于每一线圈对中两线圈的电压相同，气隙大的那一边的线圈的电流大，感应产生的磁通密度大，从而弥补了由于气隙增大而造成的磁通密度损失。气隙小的那一边的线圈的电流小，感应产生的磁通密度小，从而也削弱了由于气隙减小而造成的磁通密度的增大。如此实现自动调节转子总成所在位置的磁通密度，保证转子总成受到的吸引力均衡，电机不会发生振动。
可以理解的是，在实际运用中，若将每一线圈对直接接到380V的工业用电上，会造成线圈烧毁。故在本实施例中，同一相绕组中的多个所述线圈对相互串联连接，然后在接到工业用电上，以对工业用电分压。当然，在其他实施例中，也可以将工业用电经变压器降压后，直接连接到每一线圈对上。
优选地，所述A相绕组包括编号为A1、A2......A2n-1、A2n的共2n个A相线圈，(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)依次串联；所述B相绕组包括编号为B1、B2......B2n-1、B2n的共2n个B相线圈，(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)依次串联；所述C相绕组包括编号为C1、C2......C2n-1、C2n的共2n个C相线圈，(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)依次串联，其中，n为正整数。各相绕组的线圈对按照上述顺序依次串联，可以保证定子总成的绕组在通电后，定子总成产生的磁通密度均衡，电机的转子总成收到的吸引力均衡，电机不会发生振动。
具体地，在本实施例中，如图2所示，所述n＝4，所述A相绕组包括编号为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8的共8个A相线圈，(A1、A5)、(A2、A6)、(A3、A7)、(A4、A8)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、A5)、(A2、A6)、(A3、A7)、(A4、A8)依次串联；所述B相绕组包括编号为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8的共8个B相线圈，(B1、B5)、(B2、B6)、(B3、B7)、(B4、B8)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、B5)、(B2、B6)、(B3、B7)、(B4、B8)依次串联；所述C相绕组包括编号为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的共8个C相线圈，(C1、C5)、(C2、C6)、(C3、C7)、(C4、C8)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、C5)、(C2、C6)、(C3、C7)、(C4、C8)依次串联。
进一步地，所述n为偶数，所述n＝2k，其中k为正整数；所述A相绕组包括编号为A1、A2......A4k-1、A4k的共4k个A相线圈，(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(A2k、A4k)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(Ak、A3k)依次串联形成第一A相线圈组，线圈对(Ak+1、A3k+1)、(Ak+2、A3k+2)......(A2k、A4k)依次串联形成第二A相线圈组，所述第一A相线圈组与所述第二A相线圈组并联；所述B相绕组包括编号为B1、B2......B4k-1、B4k的共4k个B相线圈，(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(B2k、B4k)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(Bk、B3k)依次串联形成第一B相线圈组，线圈对(Bk+1、B3k+1)、(Bk+2、B3k+2)......(B2k、B4k)依次串联形成第二B相线圈组，所述第一B相线圈组与所述第二B相线圈组并联；所述C相绕组包括编号为C1、C2......C4k-1、C4k的共4k个C相线圈，(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(C2k、C4k)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(Ck、C3k)依次串联形成第一C相线圈组，线圈对(Ck+1、C3k+1)、(Ck+2、C3k+2)......(C2k、C4k)依次串联形成第二C相线圈组，所述第一C相线圈组与所述第二C相线圈组并联。将每一相的线圈对按照如上所述的顺序串联后形成多个线圈组，线圈组再互相并联，相比于所有线圈对串联的情况，可以在线圈对的数量较多的情况，保证对每一线圈对加载合适的电压，同时由于线圈对是按照上述规律电连接的，也能保证绕组通电后，定子总成产生的磁通密度均衡。可以理解的是，于其他实施例中，还可以形成第三A相线圈组、第四线A相圈组等，形成第三B相线圈组、第四线B相圈组等，形成第三C相线圈组、第四线C相圈组等，线圈组的数量不做限定。
在本发明的另一实施例中，如图3和图4所示，所述n＝8，k＝4，所述A相绕组包括编号为A1、A2......A15、A16的共16个A相线圈，(A1、A9)、(A2、A10)......(A8、A16)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、A9)、(A2、A10)......(A4、A12)依次串联形成第一A相线圈组，线圈对(A5、A13)、(A6、A14)......(A8、A16)依次串联形成第二A相线圈组，所述第一A相线圈组与所述第二A相线圈组并联；所述B相绕组包括编号为B1、B2......B15、B16的共16个B相线圈，(B1、B9)、(B2、B10)......(B8、B16)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、B9)、(B2、B10)......(B4、B12)依次串联形成第一B相线圈组，线圈对(B5、B13)、(B6、B14)......(B8、B16)依次串联形成第二B相线圈组，所述第一B相线圈组与所述第二B相线圈组并联；所述C相绕组包括编号为C1、C2......C15、C16的共16个C相线圈，(C1、C9)、(C2、C10)......(C8、C16)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、C9)、(C2、C10)......(C4、C12)依次串联形成第一C相线圈组，线圈对(C5、C13)、(C6、C14)......(C8、C16)依次串联形成第二C相线圈组，所述第一C相线圈组与所述第二C相线圈组并联。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种定子总成，包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的A相绕组、B相绕组及C相绕组，所述A相绕组包括N个A相线圈，所述B相绕组包括N个B相线圈，所述C相绕组包括N个C相线圈，所述N为偶数；其特征在于，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的各个线圈按照A相线圈、B相线圈和C相线圈的排列顺序沿所述定子铁芯周向周期性分布，以使每一相绕组内沿所述定子铁芯径向相对的两线圈形成一线圈对；其中，相邻两线圈的极性不同，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组中每一相绕组的每一所述线圈对中的两线圈极性相同且相互并联连接。
2.如权利要求1所述的定子总成，其特征在于，同一相绕组中的多个所述线圈对相互串联连接。
3.如权利要求2所述的定子总成，其特征在于，
所述A相绕组包括编号为A1、A2......A2n-1、A2n的共2n个A相线圈，(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、An+1)、(A2、An+2)......(An、A2n)依次串联；
所述B相绕组包括编号为B1、B2......B2n-1、B2n的共2n个B相线圈，(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、Bn+1)、(B2、Bn+2)......(Bn、B2n)依次串联；
所述C相绕组包括编号为C1、C2......C2n-1、C2n的共2n个C相线圈，(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、Cn+1)、(C2、Cn+2)......(Cn、C2n)依次串联，其中，n为正整数。
4.如权利要求3所述的定子总成，其特征在于，所述n＝4。
5.如权利要求3所述的定子总成，其特征在于，所述n为偶数，所述n＝2k，其中k为正整数；
所述A相绕组包括编号为A1、A2......A4k-1、A4k的共4k个A相线圈，(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(A2k、A4k)分别形成所述线圈对，线圈对(A1、A2k+1)、(A2、A2k+2)......(Ak、A3k)依次串联形成第一A相线圈组，线圈对(Ak+1、A3k+1)、(Ak+2、A3k+2)......(A2k、A4k)依次串联形成第二A相线圈组，所述第一A相线圈组与所述第二A相线圈组并联；
所述B相绕组包括编号为B1、B2......B4k-1、B4k的共4k个B相线圈，(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(B2k、B4k)分别形成所述线圈对，线圈对(B1、B2k+1)、(B2、B2k+2)......(Bk、B3k)依次串联形成第一B相线圈组，线圈对(Bk+1、B3k+1)、(Bk+2、B3k+2)......(B2k、B4k)依次串联形成第二B相线圈组，所述第一B相线圈组与所述第二B相线圈组并联；
所述C相绕组包括编号为C1、C2......C4k-1、C4k的共4k个C相线圈，(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(C2k、C4k)分别形成所述线圈对，线圈对(C1、C2k+1)、(C2、C2k+2)......(Ck、C3k)依次串联形成第一C相线圈组，线圈对(Ck+1、C3k+1)、(Ck+2、C3k+2)......(C2k、C4k)依次串联形成第二C相线圈组，所述第一C相线圈组与所述第二C相线圈组并联。
6.如权利要求5所述的定子总成，其特征在于，所述n＝8，所述k＝4。
7.如权利要求1-6任一项所述的定子总成，其特征在于，所述A相绕组、B相绕组及C相绕组的采用星形连接。
8.一种电机，其特征在于，包括转子总成及如权利要求1-7任一项所述的定子总成，其中，所述转子总成安装于所述定子总成的内孔内。
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