CN201860191U - 伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组 - Google Patents
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Abstract
一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组,电机定子绕组由二种同心式绕组混合组成单双层绕组,这二种同心式绕组的线圈圈数都为3圈,但其节距和匝数都不相同。这样构成的同心式混合单双层绕组,与国外同类电机短距双层绕组相比,基波绕组系数提高2.08%,相带谐波减少45%,磁势正弦性更好,发热少、温升低,振动噪声小,转矩脉动小,槽层间绝缘减少28.59%,成本降低,效率提高,提高了电机运行品质,加工精度提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动机绕组,尤其是一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组。
背景技术
在伺服主轴电机中,过去主要为异步鼠笼电动机,作为主轴电机时,在低速低频状态小,转矩小,发热严重,为克服这一重点缺陷,研发伺服永磁同步电动机是一个方向,但永磁电动机为减小齿槽效应,故多数设计成分数槽电机,分数槽绕组传统上设计为短距双层绕组,其相带磁势谐波中某些奇次谐波仍然较大,电机运行时转矩脉动较大,影响运行品质和工件加工精度,如何改进传统上的短距双层绕组,使其相带磁势谐波中所有的奇次谐波都有较大的削弱,研究新型的分数槽绕组,进一步提高伺服永磁同步电动机的运行品质,很有现实应用意义。
发明内容
本实用新型的目的就是针对分数槽传统短距双层绕组,只对相带磁势中某些奇次谐波有较大削弱,而不能同时对所有奇次谐波都有较大削弱的状况,提供一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组,这种绕组对磁势中所有奇次谐波有较大削弱,提高相带磁势波形的正弦性。
本实用新型是这样来实现的,在一种定子42槽,8极,3相的永磁电动机中,使电机的定子三相绕组由二种同心式绕组混合组成单双层绕组,这二种同心式绕组的线圈圈数都为3圈,但其节距和匝数都不相同,第1种同心式绕组,由3个同心式线圈组成,其节距从大圈到小圈分别为8,6,4,每个线圈的匝数从大圈到小圈,为1,3,2;第2种同心式绕组,也由3个同心式线圈组成,其节距从大圈到小圈分别为7,5,3,每个线圈的匝数从大圈到小圈为2,4,2。第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成1联,每相绕组由2联串联组成,并联支路数a=1;
3相绕组构成三相互差120°电角度的对称绕组,3相绕组在定子槽中有12个槽为单层槽,30个槽为双层槽,每槽中的总匝数相等,槽满率均衡,这样构成的绕组,相带磁势谐波5,7,11,13,17,19,23,29,31,35,37次都得较大的削弱,这些谐波的总含量仅为1.24%,而按传统短距双层绕组,相带磁势谐波仍然含量较大,例如一种国外伺服永磁同步电动机,定子槽数也为42槽,极数也为8极,相数也为3相,按节距为4构成短距双层绕组,这种绕组只对5,11,13,23,29,31,37次谐波削弱较大,即使如此,这些谐波总含量就已达到1.44%,就已超过1.24%,而对7,17,25,35次谐波削弱小,至使5,7,11,13,17,19,23,29,31,35,37次谐波总含量达到2.76%,这种国外伺服永磁电动机工作时转矩脉动较大,影响了工件的加工精度。
本实用新型为一种混合同心式单双层绕组,相带谐波总含量为1.24%,比2.76%少得多,谐波含量减少45%,提高了相带磁势波正弦性。减小了转矩脉动,提高了工件的加工精度。
附图说明
图1为本实用新型的三相混合同心式单双层绕组布置图。
具体实施方式
如图1所示,电机定子槽数为42槽,极数为8极,3相电机的三相混合同心式单双层绕组,电机的定子绕组由2种同心式绕组混合组成。A相由AX绕组构成,有2种同心式绕组混合,第1种同心式绕组由3个同心线圈组成,节距从大圈到小圈为8,6,4;每个线圈的匝数,从大圈到小圈为1,3,2;第2种同心式也有3个同心式线圈组成,其节距从大圈到小圈为7,5,3;每个线圈的匝数从大圈到小圈为2,4,2;
第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成一联,每相绕组由2联串联组成,并联支路数a=1,具体的布置是:A相AX绕组由线圈6-14,7-13,8-12;17-24,18-23,19-22;27-35,28-34,29-33;38-3,39-2,40-1;12个线圈串联而成,线圈匝数从左到右为1,3,2;2,4,2;1,3,2;2,4,2;出线从1,6槽引出,分别标记为A,X。
B相由BY绕组,C相由CZ绕组构成,BY,CZ绕组线圈组成规律与AX完全一致,只是AX,BY,CZ互差120°电角度,构成三相对称绕组,42个槽中有12个槽为单层槽,30个槽为双层槽,每个槽中匝数相等,槽满率均衡,BY从第15,20槽引出,分别标记为B,Y,CZ从第8,12槽引出,分别标记为C,Z,并将X,Y,Z连接成公共点,不引出电机外,只A,B,C引出到出线盒,三相绕组构成星形接法。
这样构成的同心式混合单双层绕组的优点在于:
1、对所有奇次5,7,11,13,17,19,23,29,31,35,37次相带磁势谐波都有较大削弱,这些谐波的总含量仅1.24%,比国外同类电机谐波含量2.76%,减少45%,电机磁势正弦性好,发热减少,温升降低,振动、噪声减小,转矩脉动减小,提高了运行品质,加工精度提高;
2、基波绕组系数0.9105,比国外同类电机基波绕组系数0.8897提高2.08%,谐波减少45%,因此效率提高;
本实用新型单双层绕组,42个槽中2,4,9,11,16,18,23,25,30,32,37,39槽为单层槽,共计12个单层槽,占总槽数的28.57%,双层槽占30个,占总槽数的71.43%,比国外同类电机100%是双层槽节省槽层间绝缘材料28.57%,减低了电机成本,又由于同心式单双层绕组端部比国外电机双层绕组端部交叉少,端部更短,故绕组端部质量得到提高,这些优点,使本实用新型达到了实用新型的目的,有实际应用意义和推广意义。
Claims (1)
1.一种伺服永磁同步电动机混合同心式双层绕组,电机定子槽数42槽,极数8极,相数3相,电机的定子绕组由二种同心式绕组混合组成,其特征是A相由AX绕组构成,有2种同心式绕组混合,第1种同心式绕组由3个同心线圈组成,节距从大圈到小圈为8,6,4;每个线圈的匝数,从大圈到小圈为1,3,2;第2种同心式也有3个同心式线圈组成,其节距从大圈到小圈为7,5,3,每个线圈的匝数从大圈到小圈为2,4,2;第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成一联,每相绕组由2联串联组成,并联支路数a=1,具体的布置是:A相AX绕组由线圈6-14,7-13,8-12;17-24,18-23,19-22;27-35,28-34,29-33;38-3,39-2,40-1;12个线圈串联而成,线圈匝数从左到右为1,3,2;2,4,2;1,3,2;2,4,2;出线从1,6槽引出,分别标记为A,X;B相由BY绕组,C相由CZ绕组构成,BY,CZ绕组线圈组成规律与AX完全一致,只是AX,BY,CZ互差120°电角度,构成三相对称绕组,42个槽中有12个槽为单层槽,30个槽为双层槽,每个槽中匝数相等,槽满率均衡,BY从第15,20槽引出,分别标记为B,Y,CZ从第8,12槽引出,分别标记为C,Z,并将X,Y,Z连接成公共点,不引出电机外,只A,B,C引出到出线盒,三相绕组构成星形接法。
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