CN112653308A - 一种不等距同心叠绕组永磁电机 - Google Patents

一种不等距同心叠绕组永磁电机 Download PDF

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张建清
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Abstract

一种不等距同心叠绕组永磁电机，包括永磁电机，永磁电机上固定有电机前端盖和电机后端盖，永磁电机内设有定子压盘，定子压盘内嵌有转子内表贴式磁钢，转子内表贴式磁钢内嵌有定子固定架，定子固定架内嵌有定子硅钢片，定子压盘上设有飞轮外转子；本发明通过将飞轮外转子、转子内表贴式磁钢、定子硅钢片、定子固定架和定子压盘缩小尺寸，并通过设计的电机绕组设计方法，可设计成多极中高频或工频永磁电机，可设计为外转子或内转子结构形式，应用于中频逆变发电或工频发电；因电机端部出线高度特小，可设计成长径比小于0.2的盘式或碟形电机，体积超小重量超轻，可放置于安装位置受限的空间里，做成隐形的发电机。

Description

一种不等距同心叠绕组永磁电机
技术领域
本发明涉及永磁电机技术领域，具体涉及一种不等距同心叠绕组永磁电机。
背景技术
永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。而现有的永磁电机的体积较大，且由于内部绕线组的结构和绕线方式，导致永磁同步电机体积较大，而体积小的永磁电机则无法满足在减小体积的情况下保留或增加功率。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的不足，提出了一种不等距同心叠绕组永磁电机，包括永磁电机，所述的永磁电机上固定有电机前端盖和电机后端盖，所述的永磁电机内设有定子压盘，所述的定子压盘内嵌有转子内表贴式磁钢，所述的转子内表贴式磁钢内嵌有定子固定架，所述的定子固定架内嵌有定子硅钢片，所述的定子压盘上设有飞轮外转子。
所述的永磁电机内设有定子水冷机壳，所述的定子水冷机壳内嵌有定子硅钢片，所述的定子硅钢片内嵌有转子外表贴式磁钢，所述的外表贴式磁钢内嵌有转子轴及磁钢磁轭套，所述的定子水冷机壳的端面上设有电机前端盖，所述的定子水冷机壳的另一端面设有电机后端盖。
一种不等距同心叠绕组永磁电机的绕组设计方法，其特征在于：永磁电机的绕组方法为不等距同心逐层叠绕组，每层绕组无交叉无错层，槽满率达0.90以上，两端出线每层及层间无交叉无错层。
永磁电机的槽数c和极数j存在以下关系：c＝nj，其中n为2.3.4.6..的2或3的倍数，当极数j为偶数，故槽数c亦为偶数，其中当n取3的倍数时为三相绕组的永磁电机，其中当n取2的倍数时为单相绕组的永磁电机。
单相永磁电机或三相永磁电机的绕组的每极每相槽数为q＝c/2J或q＝c/3J，即q＝nj/2J或q＝nj/3J，所以该电机为整数槽绕组电机。
所述的永磁电机设置斜一槽，斜槽角度a＝360/c。
本发明的有益效果为：提出了一种结构紧凑的一种不等距同心叠绕组永磁电机：通过将飞轮外转子、转子内表贴式磁钢、定子硅钢片、定子固定架和定子压盘缩小尺寸，并通过设计的电机绕组设计方法，可设计成多极中高频或工频永磁电机，可设计为外转子或内转子结构形式，应用于中频逆变发电或工频发电；因电机端部出线高度特小，可设计成长径比小于0.2的盘式或碟形电机，体积超小重量超轻，可放置于安装位置受限的空间里(如发动机的飞轮内，混动车辆的变速箱内)，做成隐形的发电机。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实施例一的内部局部结构示意图。
图3是本发明实施例二的内部局部结构示意图。
图4是本发明的12槽4极单相电机布线图。
图5是本发明的36槽12极三相电机布线图。
图中：1、永磁电机，2、飞轮外转子，3、转子内表贴式磁钢，4、定子硅钢片，5、定子固定架，6、定子压盘，7、转子轴及磁钢磁轭套，8、转子外表贴式磁钢，9、电机前端盖10、定子水冷机壳，11、电机后端盖。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1,如图所示：一种不等距同心叠绕组永磁电机及其绕组设计方法，包括永磁电机1，所述的永磁电机1上固定有电机前端盖9和电机后端盖11，所述的永磁电机1内设有定子压盘6，所述的定子压盘6内嵌有转子内表贴式磁钢3，所述的转子内表贴式磁钢3内嵌有定子固定架5，所述的定子固定架5内嵌有定子内钢片4，所述的定子压盘6上设有飞轮外转子2。
实施例2,如图所示：一种不等距同心叠绕组永磁电机及其绕组设计方法，所述的永磁电机1内设有定子水冷机壳10，所述的定子水冷机壳10内嵌有定子内钢片4，所述的定子内钢片4内嵌有转子外表贴式磁钢8，所述的外表贴式磁钢8内嵌有转子轴及磁钢磁轭套7，所述的定子水冷机壳10的端面上设有电机前端盖9，所述的定子水冷机壳10的另一端面设有电机后端盖11。
本发明中槽数C和极数J存在以下关系：C＝nJ，其中n一般为2.3.4.6..的2或3的倍数，因极数J为偶数，故槽数C亦为偶数，一般选12.18.24.30.36.48.60.72…等，其中当n取3的倍数时可设计成三相绕组电机，其中当n取2的倍数时仅可设计成单相绕组电机。单相或三相绕组的每极每相槽数为q＝c/2J或q＝c/3J，即q＝nj/2J或q＝nj/3J，所以该电机为整数槽绕组电机。为减小齿槽转矩，将电机设置斜一槽，斜槽角a＝360/c。该设计不同之处在于绕组布置，绕组形式为不等距同心逐层叠绕组，每层绕组无交叉无错层，槽满率高达0.90以上，两端出线亦是每层及层间无交叉无错层，端部出线高度小，有效绕组占比大，铜损小，效率高。可根据要求，可灵活设计成工频或中高频大极数电机，单股或多股一匝，单层或多层绕制均可，中频绕组波形高度正弦，线电压及相电压谐波畸变率小于2％，整机可设计紧凑型结构，体积超小，重量超轻。当n取3的倍数时，该电机绕组节距为n-1，n+1，n+3…。并通过实施例一的结构方式实现外转子永磁电机1的结构，通过实施例二实现内转子永磁电机1的结构。
本发明提出了一种结构紧凑的一种不等距同心叠绕组永磁电机及其绕组设计方法，通过将飞轮外转子2、转子内表贴式磁钢3、定子内钢片4、定子固定架5和定子压盘6缩小尺寸，并通过设计的绕组设计方法，可设计成多极中高频或工频永磁电机1，可设计为外转子或内转子结构形式，应用于中频逆变发电或工频发电；因电机端部出线高度特小，可设计成长径比小于0.2的盘式或碟形电机，体积超小重量超轻，可放置于安装位置受限的空间里(如发动机的飞轮内，混动车辆的变速箱内)，做成隐形的发电机。
最后说明的是，选取上述实施例并对其进行了详细的说明和描述是为了更好的说明本发明专利的技术方案，并不是想要局限于所示的细节。本领域的技术人员对本发明的技术方案进行修改或同等替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围的，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种不等距同心叠绕组永磁电机，包括永磁电机，所述的永磁电机上固定有电机前端盖和电机后端盖，其特征在于：所述的永磁电机内设有定子压盘，所述的定子压盘内嵌有转子内表贴式磁钢，所述的转子内表贴式磁钢内嵌有定子固定架，所述的定子固定架内嵌有定子硅钢片，所述的定子压盘上设有飞轮外转子。
2.根据权利要求1所述的一种不等距同心叠绕组永磁电机，其特征在于：所述的永磁电机内设有定子水冷机壳，所述的定子水冷机壳内嵌有定子硅钢片，所述的定子硅钢片内嵌有转子外表贴式磁钢，所述的外表贴式磁钢内嵌有转子轴及磁钢磁轭套，所述的定子水冷机壳的端面上设有电机前端盖，所述的定子水冷机壳的另一端面设有电机后端盖。
3.一种不等距同心叠绕组永磁电机的绕组设计方法，其特征在于：永磁电机的绕组方法为不等距同心逐层叠绕组，每层绕组无交叉无错层，槽满率达0.90以上，两端出线每层及层间无交叉无错层。
4.根据权利要求3所述的一种不等距同心叠绕组永磁电机的绕组设计方法，其特征在于：永磁电机的槽数c和极数j存在以下关系：c＝nj，其中n为2.3.4.6..的2或3的倍数，当极数j为偶数，故槽数c亦为偶数，其中当n取3的倍数时为三相绕组的永磁电机，其中当n取2的倍数时为单相绕组的永磁电机。
5.根据权利要求4所述的一种不等距同心叠绕组永磁电机的绕组设计方法，其特征在于：单相永磁电机或三相永磁电机的绕组的每极每相槽数为q＝c/2J或q＝c/3J，即q＝n j/2J或q＝nj/3J，所以该电机为整数槽绕组电机。
6.根据权利要求3所述的一种不等距同心叠绕组永磁电机的绕组设计方法，其特征在于：所述的永磁电机设置斜一槽，斜槽角度a＝360/c。
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