CN114614608A - 一种具有双层定子绕组的永磁电机 - Google Patents

一种具有双层定子绕组的永磁电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有双层定子绕组的永磁电机，包括主轴，所述主轴上通过定子支撑结构套接有内嵌线定子，所述内嵌线定子包括成型绕组、散嵌绕组和内定子铁心，所述内定子铁心的嵌线槽形由平行槽开口槽和平行齿槽组成，平行槽开口槽位于内定子铁心外圆，平行齿槽的开口与平行槽开口槽底端衔接，且靠近内定子铁心内圆，所述成型绕组设置在平行槽开口槽区域，所述散嵌绕组设置在平行齿槽区域，本方案提出一种外侧开口槽嵌放成型绕组，内侧平行齿槽嵌放散嵌绕组的组合槽型，既保证了对定子空间的合理利用和槽满率，又提升了电压适用范围，本发明的定子平行齿槽有圆底槽和平底槽两种槽型，本发明亦可用于内转子外定子电机。

Description

一种具有双层定子绕组的永磁电机
技术领域
本发明涉及永磁电机技术领域，具体涉及一种具有双层定子绕组的永磁电机。
背景技术
目前永磁电机由于其效率高、体积重量小、维护简单等优点在低速直驱领域广泛应用。在矿山、发电、水泥等行业输送带用直驱电机普遍采用外转子结构。
对于上述领域的外转子永磁直驱电机，其定子位于内侧，定子槽开口向外。如果内定子采用平行槽开口槽，随着槽型的加深定子齿将越来越窄，且这种趋势随定子直径越小或定子槽越深越剧烈。当保证槽根部齿的宽度时，则外圆处的齿宽过大，浪费了嵌线空间；当保证外圆处齿宽时，则槽根部齿将过窄，造成磁路饱和且降低了齿的机械强度。如果内定子采用平行齿梨形槽，则必须采用散嵌绕组，相比成型绕组降低了槽满率，且散嵌绕组一般适用电压为380V及以下，而实际690V和1140V也是此种皮带输送机的常用电压，所以散嵌绕组限制了电机的适用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双层定子绕组的永磁电机，针对传统外转子电机定子为单一槽型时，采用开口槽无法对定子空间充分利用，而采用梨形槽时电压受限且槽满率低的问题，提出了一种外侧开口槽嵌放成型绕组，内侧圆底槽嵌放散嵌绕组的组合槽型，既保证了对定子空间的合理利用和槽满率，又提升了电压适用范围。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有双层定子绕组的永磁电机，包括主轴，所述主轴上通过定子支撑结构套接有内嵌线定子，所述内嵌线定子包括成型绕组、散嵌绕组和内定子铁心；
所述内定子铁心的嵌线槽形由平行槽开口槽和平行齿槽组成，平行槽开口槽位于内定子铁心外圆，平行齿槽的开口与平行槽开口槽底端衔接，且靠近内定子铁心内圆；
所述成型绕组设置在平行槽开口槽区域；
所述散嵌绕组设置在平行齿槽区域。
作为本发明进一步的方案：所述成型绕组与散嵌绕组为串联关系。
作为本发明进一步的方案：所述成型绕组靠近出线端，散嵌绕组靠近中性点端。
作为本发明进一步的方案：所述成型绕组采用电磁扁线绕制而成。
作为本发明进一步的方案：所述散嵌绕组采用漆包圆线绕制而成。
作为本发明进一步的方案：所述成型绕组的绝缘性能大于散嵌绕组具的绝缘性能。
作为本发明进一步的方案：双层定子绕组的永磁电机为外转子结构时，所述主轴上且位于内嵌线定子的两侧设置有轴承一和轴承二，所述轴承一上套装有端盖一，所述轴承二上套装有端盖二，所述端盖一和端盖二套接在外永磁转子的两端。
作为本发明进一步的方案：所述主轴包括供内嵌线定子套接的定子轴二和连接在定子轴二一端的定子轴一。
作为本发明进一步的方案：双层定子绕组的永磁电机为内转子结构时，外定子铁心的嵌线槽形由平行槽开口槽和平行齿槽组成，平行槽开口槽位于外定子铁心内圆，平行齿槽的开口与平行槽开口槽底端衔接，且靠近外定子铁心外圆，外定子铁心的平行齿槽也有平行齿圆底槽和平行齿平底槽两种结构。
本发明的有益效果：本发明通过平行槽开口槽和平行齿槽相结合的内定子槽型，解决了仅平行槽开口槽时因槽型过深造成齿部过窄的问题，又避免了仅采用梨形槽时槽满率低且无法实现槽口冷却的缺点，通过成型绕组靠近出线端、散嵌绕组靠近中性点端且串联的布局，避免了散嵌绕组绝缘耐压水平低的缺点，提升了该种电机的电压适用范围。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明外转子永磁电机的侧向剖视图；
图2是本发明外转子永磁电机的轴向剖视图；
图3是本发明外转子永磁电机内定子铁心槽嵌线图；
图4是本发明外转子永磁电机内定子铁心为平行齿圆底槽的结构示意图；
图5是本发明外转子永磁电机内定子铁心为平行齿平底槽的结构示意图；
图6是本发明内转子永磁电机外定子铁心为平行齿圆底槽的结构示意图；
图7是本发明内转子永磁电机外定子铁心为平行齿平底槽的结构示意图。
图中：1、定子轴一；2、轴承一；3、端盖一；4、外永磁转子；5、内嵌线定子；6、端盖二；7、轴承二；8、定子轴二；
51、定子槽楔；52、成型绕组；53、散嵌绕组；54、内定子铁心；55、平行槽开口槽；56、平行齿槽；
9、内转子永磁电机外定子铁心；91、外定子铁心平行槽开口槽；92、外定子铁心平行齿槽。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种具有双层定子绕组的永磁电机，主要应用对象为要求具有高转矩密度的中低压中小型外转子电机，主轴上通过定子支撑结构套接有内嵌线定子5；
其中，内嵌线定子5包括定子槽楔51、成型绕组52、散嵌绕组53和内定子铁心54，内定子铁心54的嵌线槽形由平行槽开口槽55和平行齿槽56组成，平行槽开口槽55位于内定子铁心54外圆，平行齿槽56的开口与平行槽开口槽55底端衔接，且靠近内定子铁心54内圆，成型绕组52设置在平行槽开口槽55区域，散嵌绕组53设置在平行齿槽56区域，既保证了对定子空间的合理利用和槽满率，又提升了电压适用范围；
其中，内嵌线定子5的定子槽楔51能够实现堵住槽口，挡住成型绕组52和散嵌绕组53，防止成型绕组52和散嵌绕组53跑出，使成型绕组52和散嵌绕组53的固定更加紧密。
参阅图2-图3，在电气连接上，成型绕组52与散嵌绕组53为串联关系，成型绕组52靠近出线端，散嵌绕组53靠近中性点端，避免了散嵌绕组53绝缘耐压水平低的缺点，提升了该种电机的电压适用范围。
其中，所述成型绕组52采用电磁扁线绕制而成，通过电磁扁线能够提高槽满率，能够降低内嵌线定子5的电阻，提高电机的功率。
其中，所述散嵌绕组53采用漆包圆线绕制而成，以适应平行齿圆底槽，保证定子齿的导磁面积，从而提高电机功率；
其中成型绕组52比散嵌绕组53具有更好的绝缘性能。
为外转子结构时，所述主轴上且位于内嵌线定子5的两侧设置有轴承一2和轴承二7，所述轴承一2上套装有端盖一3，所述轴承二7上套装有端盖二6，所述端盖一3和端盖二6套接在外永磁转子4的两端，所述主轴包括供内嵌线定子5套接的定子轴二8和连接在定子轴二8一端的定子轴一1，完成该外转子永磁电机的安装。
为内转子结构时，外定子铁心9的嵌线槽形由平行槽开口槽91和平行齿槽92组成，平行槽开口槽91位于外定子铁心9内圆，平行齿槽92的开口与平行槽开口槽91底端衔接，且靠近外定子铁心9外圆，外定子铁心9的平行齿槽92也有平行齿圆底槽和平行齿平底槽两种结构。
综上：本发明通过平行槽开口槽55和平行齿槽56结合的内定子槽型，解决了仅平行槽开口槽55时因槽型过深造成齿部过窄的问题，又避免了仅采用平行齿槽56时槽满率低且无法实现槽口冷却的缺点，通过成型绕组52靠近出线端、散嵌绕组53靠近中性点端且串联的布局，避免了散嵌绕组53绝缘耐压水平低的缺点，提升了该种电机的电压适用范围，本发明的定子平行齿槽有圆底槽和平底槽两种槽型，本发明亦可用于内转子外定子电机。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种具有双层定子绕组的永磁电机，包括主轴，所述主轴上通过定子支撑结构套接有内嵌线定子(5)，其特征在于，所述内嵌线定子(5)包括成型绕组(52)、散嵌绕组(53)和内定子铁心(54)；
所述内定子铁心(54)的嵌线槽形由平行槽开口槽(55)和平行齿槽(56)组成，平行槽开口槽(55)位于内定子铁心(54)外圆，平行齿槽(56)的开口与平行槽开口槽(55)底端衔接，且靠近内定子铁心(54)内圆；
所述成型绕组(52)设置在平行槽开口槽(55)区域；
所述散嵌绕组(53)设置在平行齿槽(56)区域。
2.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述成型绕组(52)与散嵌绕组(53)为串联关系。
3.根据权利要求2所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述成型绕组(52)靠近出线端，散嵌绕组(53)靠近中性点端。
4.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述成型绕组(52)采用电磁扁线绕制而成。
5.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述散嵌绕组(53)采用漆包圆线绕制而成。
6.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述成型绕组(52)的绝缘性能大于散嵌绕组(53)的绝缘性能。
7.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述平行齿槽(56)包括平行齿圆底槽和平行齿平底槽两种结构。
8.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，双层定子绕组的永磁电机为外转子结构时，所述主轴上且位于内嵌线定子(5)的两侧设置有轴承一(2)和轴承二(7)，所述轴承一(2)上套装有端盖一(3)，所述轴承二(7)上套装有端盖二(6)，所述端盖一(3)和端盖二(6)套接在外永磁转子(4)的两端。
9.根据权利要求8所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，所述主轴包括供内嵌线定子(5)套接的定子轴二(8)和连接在定子轴二(8)一端的定子轴一(1)。
10.根据权利要求1所述的一种具有双层定子绕组的永磁电机,其特征在于，双层定子绕组的永磁电机为内转子结构时，外定子铁心(9)的嵌线槽形由平行槽开口槽(91)和平行齿槽(92)组成，平行槽开口槽(91)位于外定子铁心(9)内圆，平行齿槽(92)的开口与平行槽开口槽(91)底端衔接，且靠近外定子铁心(9)外圆，外定子铁心(9)的平行齿槽(92)也有平行齿圆底槽和平行齿平底槽两种结构。
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