CN1111411A

CN1111411A - 铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式槽楔的电机

Info

Publication number: CN1111411A
Application number: CN 94110970
Authority: CN
Inventors: 陈启星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-05
Filing date: 1994-05-05
Publication date: 1995-11-08

Abstract

本发明是可以成为一种新系列的开口槽电机和相应的槽楔，其槽楔是由片状或块状的铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式结构，每层的面都是平行于铁齿的壁而垂直于其转子圆柱表面，它们粘结成一个整体。该槽楔象普通槽楔一样沿槽口方向插入铁芯中。图1是槽楔插入槽口后的示意图，1-铁磁性材料的拓展齿，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截获片，4-线圈，5-槽坑漏磁通截获片。

Description

本项目属于电动机和发电机领域的发明。

在电机结构的设计中存在着一对矛盾：从嵌线方便和减少漏磁的角度看，需要槽口大些好，从减小定、转子的等效气隙和减小由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗的角度看，需要槽口小些好，目前有一类磁性槽楔，它的磁性材料基本上是均布的，它可以减小定、转子的等效气隙和减小由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗，提高效率，但是它使槽口的漏磁增加，最大转矩和起动转矩下降。

本发明采用铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式槽楔和对应的电机，因其槽楔是叠层式的，可以实现以下目的：1、可使更多型号的电机都做成开口槽而不降低效率;2、减小定、转子的等效气隙和减小由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗，其效果超过半闭口槽;3、不象以往的磁性槽楔那样引起漏磁增加。

本发明是可以成为一种新系列的开口槽电机和相应的槽楔，其槽楔是由片状或块状的铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式结构，每层的面都是平行于铁齿的壁（也可以是呈小的夹角）而垂直于其转子园柱表面，它们粘结成一个整体。该槽楔象普通槽楔一样沿槽口方向插入铁芯中，图1和图2是槽楔插入槽口后的示意图，1-铁磁性材料的拓展齿，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截获片，4-线圈，5-槽坑漏磁通截获片。拓展齿的特征：①拓展齿1由铁磁性材料的块或叠片制成，其片的面平行于铁芯齿壁（也可以是呈小的夹角）而垂直于转子园柱表面，拓展齿的作用是使铁芯的齿宽得到延伸，将原来开口槽的齿形拓展成半闭口槽的齿形，减小定、转子的等效气隙和减小由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗;②拓展齿1的基本形状为直角梯形，（因为拓展齿1的齿宽T所对应的弧度很小，可视为直线。），当然也可以演变成直角三角形或矩形，如果考虑到粘结强度，可以增加一些锯齿，图9的拓展齿1就在上方增加了一个齿;③拓展齿1可由块状的铁磁性材料或亚磁性材料做成，也可以是由铁粉末粘结成块状;非磁性材料2是高粘性、高强度、高耐温的材料，它与拓展齿牢固地结合成为一个整体，并且由它形成新的槽口。图6是片状铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式结构的槽楔，槽楔中铁磁性片的密度由实验确定，可以是中间稀两边密，也可以是均布甚至两边稀中间密。该槽楔采用有取向的硅钢片是好方案，图6是槽楔中硅钢片分布的好方案，槽楔中贴靠铁芯齿壁两边的部分，硅钢片是紧叠成一厚叠，使槽口处的齿顶部加宽，相当于半闭口槽的齿，两叠硅钢片中间的一小断基本上是非磁性材料，其中嵌了一片或数片硅钢片，与槽坑漏磁通截获片5共同起堵截槽漏磁通的作用。图8中，拓展齿中的铁磁性材料片叠层呈爪状，靠铁芯齿壁的片平行于齿壁，越往中间的片越倾斜，使拓展齿靠气隙的一边，片与片的距离比相对的一边稍宽，使整个拓展齿在靠气隙边宽，背离气隙的一边窄。以上槽楔与槽口的配合和固定的方法，各种形式都是容易想象的，图3至图8是几种较好的配合，以图3的凹凸形配合较好。

这种槽楔结构的电机性能将有所改善，其物理解释如下：铁芯齿的磁通到达齿顶部时会被槽楔分散，磁通较均匀地流向对面铁芯，减小了定、转子的等效气隙过大引起的损耗和由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗;那么，槽口漏磁通会不会增加呢？传统的磁性槽楔确实使漏磁增加，其原因是它的磁性材料在槽楔中是均布的，而本发明的槽楔可以减小漏磁，图3中，当从左壁出来的漏磁通进入铁磁性材料片5时，进入片5的漏磁通将有两条磁路，一条是流向右壁，另一条是通过搭接槽楔中的铁磁性材料片3流向对面铁芯，因流向右壁的间距远大于流向对面铁芯的间距（即定、转子气隙δ），所以片5上的磁通大部分重新导入对面铁芯中，成为有效磁通;同样，铁磁性材料片3还可以将槽口的漏磁通传导到对面的铁芯中，变为有用磁通;再经过A、B两层堵截，槽口漏磁通几乎全部导入转子，成为有效磁通，这种漏磁通减小的效果等效于槽口变宽。结论是这种结构的槽楔和电机成功地解决了电机设计中的一对矛盾：可使更多型号的电机都做成开口槽而其效果超过半闭口槽，既使得嵌线方便、漏磁减小，又使得现有的开口槽电机由定、转子的等效气隙和由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗减小。所以，目前采用半闭口槽和半开口槽的电机都可采用开口槽加该发明的槽楔，成为一种新的电机系列。

这种结构的槽楔和电机可以改善电气性能，特别是可以提高效率;同时改善了工艺性，嵌线更方便，有利于提高槽满率，并使小、微型电机嵌实现自动化。

该槽楔采用有取向的硅钢片间以热塑性塑料薄膜，中间夹一块称当槽口的稍厚一点的塑料，加热到塑料的熔融状态后加压，使塑料与硅钢片结合为一整体，也可以用树脂材料将硅钢片粘结在一起。

Claims

1、一种开口槽电机和相应的槽楔，其特征是槽楔是由片状或块状的铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式结构，每层的面都是平行于铁齿的壁(也可以是呈小的夹角)而垂直于其转子园柱表面，它们粘结成一个整体。该槽楔象普通槽楔一样沿槽口方向插入铁芯中，图1和图2是槽楔插入槽口后的示意图，1-铁磁性材料的拓展齿，2-非磁性材料槽口，3-槽口漏磁通截获片，4-线圈，5-槽坑漏磁通截获片；

2、根据权利要求1所述的槽楔，其槽楔的拓展齿的特征是：①拓展齿1由铁磁性材料的块或叠片制成，其片的面平行于铁芯齿壁（也可以是呈小的夹角）而垂直于转子园柱表面，拓展齿的作用是使铁芯的齿宽得到延伸，将原来开口槽的齿形拓展成半闭口槽的齿形，减小定、转子的等效气隙和减小由磁势波形崎变引起的高次谐波损耗;②拓展齿1的基本形状为直角梯形，（因为拓展齿1的齿宽T所对应的弧度很小，可视为直线。），当然也可以演变成直角三角形或矩形，如果考虑到粘结强度，可以增加一些锯齿，图9的拓展齿1就在上方增加了一个齿;③拓展齿1可由块状的铁磁性材料或亚磁性材料做成，也可以是由铁粉末粘结成块状;

3、根据权利要求1所述的槽楔，非磁性材料2是高粘性、高强度、高耐温的材料，它与拓展齿牢固地结合成为一个整体，并且由它形成新的槽口;

4、根据权利要求1所述的槽楔，图6是片状铁磁性材料与非磁性材料相间的叠层式结构的槽楔，槽楔中铁磁性片的密度由实验确定，可以是中间稀两边密，也可以是均布甚至两边稀中间密。该槽楔采用有取向的硅钢片是好方案，图6是槽楔中硅钢片分布的好方案，槽楔中贴靠铁芯齿壁两边的部分，硅钢片是紧叠成一厚叠，使槽口处的齿顶部加宽，相当于半闭口槽的齿，两叠硅钢片中间的一小断基本上是非磁性材料;

5、根据权利要求1所述的槽楔，以上槽楔与槽口的配合和固定的方法，各种形式都是容易想象的，图3至图8是几种较好的配合，以图3的凹凸形配合较好;

6、根据权利要求1所述的槽楔，其中嵌了一片或数片硅钢片，与槽坑漏磁通截获片5共同起堵截槽口漏磁通的作用;

7、根据权利要求1所述的电机，目前采用半闭口槽和半开口槽的电机都可采用开口槽加该发明的槽楔，成为一种新的电机系列。

8、根据权利要求1所述的槽楔，图8中，拓展齿中的铁磁性材料片叠层呈爪状，靠铁芯齿壁的片平行于齿壁，越往中间的片越倾斜，使拓展齿靠气隙的一边，片与片的距离比相对的一边稍宽，使整个拓展齿在靠气隙边宽，背离气隙的一边窄。

9、根据权利要求1所述的槽楔，该槽楔采用有取向的硅钢片间以热塑性塑料薄膜，中间夹一块称当槽口的稍厚一点的塑料，加热到塑料的熔融状态后加压，使塑料与硅钢片结合为一整体;也可以用树脂材料将硅钢片粘结在一起。