CN116231893B - 一种定子带缺口的永磁同步电机及直驱驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定子带缺口的永磁同步电机及直驱驱动系统，涉及永磁同步电机技术领域，包括电机机壳(1)、定子(2)、转子(3)，所述定子(2)包括齿槽部(4)和与齿槽部(4)相连接的辅助轭(5)，所述齿槽部(4)设置定子线槽与绕组，所述辅助轭(5)内侧设置有空槽(7)，所述辅助轭(5)相对应处的电机机壳(1)的外侧开有一缺口(9)。本发明的技术方案主要用于双电机直接驱动对辊类负载的应用场合，其一电机定子及机壳缺口处可让位于另一电机传动轴，从而减小了两台电机中心距，适用于驱动两对辊间距较小的设备，以解决采用两台普通永磁同步电机直接驱动对辊类负载时其中心距较大的问题。

Description

一种定子带缺口的永磁同步电机及直驱驱动系统
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，特别涉及一种定子带缺口的永磁同步电机及直驱驱动系统。
背景技术
现有对辊类负载驱动方式主要有两种：1、驱动电机将一个输出力矩通过分动箱变为两个旋转的力矩分别驱动两个对辊，这种非直驱解决方案的传动环节较多，尤其在面对冲击负载情况下，更加降低了系统可靠性；2、两台电机分别直驱两个辊，采用万向传动轴匹配电机中心距与对辊中心距之间的差异，这种驱动方式由于受传统电机的结构限制，两台电机的中心距远大于对辊中心距，由于其中心距较大，所连接的两传动轴较长且两传动轴之间的夹角较大，将产生较大的附加载荷、振动以及噪声，甚至产生共振现象，影响可靠并且稳定地传递动力，其系统故障率较高。
发明内容
本发明提出一种定子带缺口的永磁同步电机，以解决采用两台普通永磁同步电机直接驱动对辊类负载时其中心距较大的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种定子带缺口的永磁同步电机，包括电机机壳、定子、转子，所述定子包括齿槽部和与齿槽部相连接的辅助轭，所述齿槽部设置定子线槽与绕组，所述辅助轭内侧设置有空槽，所述辅助轭相对应处的电机机壳的外侧开有一缺口。
较佳地，所述定子由硅钢片叠压而成，所述硅钢片为包含齿槽部和辅助轭的一体式结构。
较佳地，所述辅助轭相对应处的电机机壳的内侧形状与辅助轭的形状相适应。
较佳地，所述转子为永磁转子结构。
一种永磁同步电机直驱驱动系统，包括普通永磁同步电机和定子带缺口的永磁同步电机，所述定子带缺口的永磁同步电机包括上述任一项所述的一种定子带缺口的永磁同步电机，所述普通永磁同步电机的输出轴通过第一万向传动轴与轧机的一个轧辊相连接，所述定子带缺口的永磁同步电机的输出轴通过第二万向传动轴与轧机的另一个轧辊相连接，所述第一万向传动轴的传动轴设置于所述定子带缺口的永磁同步电机的缺口内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用的普通永磁同步电机和定子带缺口的永磁同步电机直驱轧机的技术方案，由于定子带缺口的永磁同步电机机壳的外侧开有一缺口，可以容纳与普通永磁同步电机相连接的传动轴。应用这种技术方案，解决了在应用两台普通永磁同步电机直驱轧机直接驱动对辊类负载时其中心距较大，并且所连接的两轴夹角较大的问题，避免了将产生较大的附加载荷、振动以及噪声，甚至产生共振的现象，可以实现可靠并且稳定地传递动力，降低了系统故障率。应用这种技术方案，还可以解决相比于传统直驱永磁同步电机为了减小轴距而将电机设计的细长问题，应用定子带缺口的永磁同步电机可以在减小轴距的情况下增大电机的气隙直径、增加转子极数，便于实现电机控制同时缩短了电机占用轴向空间的大小。
2、采用定子带缺口的永磁同步电机可以实现对辊类负载直驱，取消减速机、分动箱等机械设备的使用，提高了系统抗冲击的可靠性与效率。
3、由于定子的辅助轭内侧设置有空槽，可以减小电机的齿槽转矩。
附图说明
图1为普通永磁同步电机内部结构示意图；
图2为定子带缺口的永磁同步电机内部结构示意图；
图3为定子的辅助轭处的局部放大示意图；
图4为定子冲片即硅钢片的结构示意图；
图5为两台普通永磁同步电机直驱轧机的结构示意图；
图6为普通永磁同步电机和定子带缺口的永磁同步电机直驱轧机的结构示意图；
图7为图6中第一万向传动轴与定子带缺口的永磁同步电机缺口处的相对位置示意图。
图中：1、电机机壳；2、定子；3、转子；4、齿槽部；5、辅助轭；6、转轴；7、空槽；8、磁钢；9、缺口；10、定子带缺口的永磁同步电机；11、普通永磁同步电机；12、第一万向传动轴；13、第二万向传动轴；14、轧机。
具体实施方式
以下结合实施例及相应附图对发明的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的技术方案，但并不因此限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1所示为普通永磁同步电机内部结构示意图，电机不设置缺口，是极槽配合为40极48槽、每极每相槽数q＝0.4的普通永磁同步电机。
如图2、图3和图4所示，一种定子带缺口的永磁同步电机，包括电机机壳1、定子2、转子3，所述转子3为永磁转子结构，所述定子2包括齿槽部4和与齿槽部4相连接的辅助轭5，所述定子2的辅助轭5处设置有缺口，所述辅助轭5相对应处的电机机壳1的外侧开有一缺口9；所述辅助轭5相对应处的电机机壳1的内侧形状与辅助轭5的形状相适应；所述定子2的齿槽部4设置定子线槽与绕组，所述定子2的辅助轭5内侧设置有空槽7。
优选地，如图4所示，所述定子2由硅钢片叠压而成，所述硅钢片为包含齿槽部4和辅助轭5的一体式结构。
在本实施例中，本技术方案是在图1所示普通永磁同步电机的基础上进行改进后得到的，改变定子2的结构，使定子2为包括齿槽部4和与齿槽部4相连接的辅助轭5的结构形式，辅助轭5相对应处的电机机壳1的外侧开有一缺口9，所述辅助轭5相对应处的电机机壳1的内侧形状与辅助轭5的形状相适应；如图2、图3和图4中所示，辅助轭5处去除了6个齿槽，当电机采用三相电机时，去除的槽数必须保证余下的齿槽数可使三相绕组平衡，依工程需要可选6、12、18等，本实例选择去除6个齿槽；辅助轭5处的缺口大小由去除槽数以及辅助轭5处的厚度决定；可在辅助轭5气隙一侧设置有空槽7。设置空槽结构，可以减小电机的齿槽转矩，但空槽的尺寸大小要保证不对辅助轭强度产生影响。齿槽部4包括42个常规齿槽结构，本实施例为梨形槽，42个常规槽型，可均匀分配给三相以保证三相平衡。电机正常工作时，定子缺口部分不产生电磁转矩。配合定子缺口和电机机壳的缺口结构，电机的相关其他结构件应在对应位置留出缺口或者作出适应性更改，这是本领域技术人员容易解决的，在本实施例中不再详细叙述。
需要说明的是，如图2、图3和图4所示，辅助轭5布置在上方的位置，根据电机的使用方式也可以布置在其他位置；电机机壳1的外侧开有的缺口9的形状，也可以有不同的形状，比如圆弧形槽状或者方形槽状等。
实施例2：
如图5所示为两台普通永磁同步电机直驱轧机的结构示意图。
如图6、图7所示，本发明还提供一种永磁同步电机直驱驱动系统，包括普通永磁同步电机11和上述定子带缺口的永磁同步电机10，所述普通永磁同步电机11的输出轴通过第一万向传动轴12与轧机14的一个轧辊相连接，所述定子带缺口的永磁同步电机10的输出轴通过第二万向传动轴13与轧机14的另一个轧辊相连接，所述第一万向传动轴12设置于所述定子带缺口的永磁同步电机10的缺口9内。在图5所示的技术方案中，采用两台普通永磁同步电机直驱轧机的结构示意图，所连接的两轴夹角较大，将产生较大的附加载荷、振动和噪声较大，甚至产生共振现象，影响可靠并且稳定地传递动力。在本实施例中，如图7中所示的，第一万向传动轴12与定子带缺口的永磁同步电机10的缺口9处的相对位置示意图，第一万向传动轴12设置于所述定子带缺口的永磁同步电机10的缺口9内，减小了两轴之间的夹角，解决了图5中所示的技术方案中存在的问题，减小了因此带来的系统故障率，提高了驱动系统的可靠性和工作效率。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种定子带缺口的永磁同步电机，包括电机机壳(1)、定子(2)、转子(3)，其特征在于：所述定子(2)包括齿槽部(4)和与齿槽部(4)相连接的辅助轭(5)，所述齿槽部(4)设置定子线槽与绕组，所述辅助轭(5)内侧设置有空槽(7)，所述辅助轭(5)相对应处的电机机壳(1)的外侧开有一缺口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种定子带缺口的永磁同步电机，其特征在于：所述定子(2)由硅钢片叠压而成，所述硅钢片为包含齿槽部(4)和辅助轭(5)的一体式结构。
3.根据权利要求1所述的一种定子带缺口的永磁同步电机，其特征在于：所述辅助轭(5)相对应处的电机机壳(1)的内侧形状与辅助轭(5)的形状相适应。
4.根据权利要求1所述的一种定子带缺口的永磁同步电机，其特征在于：所述转子(3)为永磁转子结构。
5.一种永磁同步电机直驱驱动系统，包括普通永磁同步电机(11)和定子带缺口的永磁同步电机(10)，所述定子带缺口的永磁同步电机(10)包括权利要求1～4中任一项所述的一种定子带缺口的永磁同步电机，所述普通永磁同步电机(11)的输出轴通过第一万向传动轴(12)与轧机(14)的一个轧辊相连接，所述定子带缺口的永磁同步电机(10)的输出轴通过第二万向传动轴(13)与轧机(14)的另一个轧辊相连接，其特征在于：所述第一万向传动轴(12)的传动轴设置于所述定子带缺口的永磁同步电机(10)的缺口(9)内。
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