CN202218137U - 带加强结构的闭口槽永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带加强结构的闭口槽永磁同步电机，属电机领域。包括定子和安装在电机轴上的转子，在所述定子的内侧均匀分布有多个开口的定子槽，定子槽中嵌有定子绕组；在定子槽的开口侧安装有用于封闭定子槽槽口的衬套；所述的衬套是与定子内缘配合的圆筒状，在衬套外缘有均匀分布的多个衬套齿；在定子内缘有与衬套齿对应的多个衬套槽；当将衬套安装在定子内缘上后，衬套齿嵌入衬套槽中组成加强结构。有益效果是：用衬套封闭定子槽的槽口，有效地解决了齿槽转矩大、低速运行转速波动大等问题，提高了电机运行的性能，特别是在低速运行时的性能，带载能力增强，转矩波动减小，高次谐波减少，提高了电机运行的安全性。

Description

带加强结构的闭口槽永磁同步电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，具体是一种带加强结构的闭口槽永磁同步电机。 

背景技术

与其他传统电机相比，永磁电机具有更高的效率和转矩密度，被越来越多地应用于各种驱动系统，如船舶推进器、电梯曳引机、采油设备、机器人、数控机床、电子生产设备等。电机设计中，必须满足低转矩波动。目前，市面上的永磁电机都是有槽电机，其存在的共同问题是齿槽转矩较大，它是由转子永磁体和定子齿之间的切向力产生的。齿槽转矩降低了电机的性能，特别在低转速、大转矩的电机中，齿槽转矩引起的噪声和振动影响电机的正常运转。 

削弱齿槽转矩的传统方法是采用斜齿或制作无槽电机，斜齿方法加工难度大，对于分离定子的结构，由于定子每个齿分别叠装，无法采取斜槽的措施；普通的无槽电机采用特殊绝缘材料使得绕组固定在定子铁芯上，而不是“槽”内，定子本身不开槽，工艺复杂，且分布没有有槽电机绕组均匀对称，转矩波动也较大。然而，由于分布绕组或者整体冲片的集中绕组式电动机需要嵌线或者勾线，决定了定子槽必须开适当大小的槽口以提高工艺性。 

在加入衬套后，可以封闭槽口，解决齿槽效应的问题，然而由于衬套的材料与定子相同，具有导磁性，在定子永磁体的吸引作用下容易让衬套变形甚至脱落，对电机运行存在明显的安全隐患。 

发明内容

本实用新型提供一种带加强结构的闭口槽永磁同步电机，它是在现有定子槽内侧开口集中绕组情况下的新型无槽电机定子结构形式，简化工艺流程，提高电机运行的性能，特别是在低速运行时的性能，并保证电机运行的安全性。 

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种带加强结构的闭口槽永磁同步电机，包括定子和安装在电机轴上的转子，转子在定子内，和定子同轴；在所述定子的内侧均匀分布有多个开口的定子槽，定子槽中嵌有定子绕组；在定子槽的开口侧安装有用于封闭定子槽槽口的衬套；所述的衬套是与定子内缘配合的圆筒状，在衬套外缘有均匀分布的多个衬套齿；在定子内缘有与衬套齿对应的多个衬套槽；当将衬套安装在定子内缘上后，衬套齿嵌入衬套槽中组成加强结构。 

原理是：电动机的齿槽转矩来源于定子齿槽的存在。由于定子的硅钢片是导磁材料，与槽口处的空气相比，其相对磁导率远高于空气，造成由转子到定子的磁路上磁阻分布的不均匀，由此产生了磁阻转矩。随着转子的旋转，磁阻转矩将呈现上下脉动的形式，也即齿槽转矩。如果将槽口闭合，使定子圆周方向的磁阻一致，则从根本上消除了齿槽转矩产生的原因，理论上齿槽转矩将为零。由于在定子组件上，用衬套封闭了原有定子铁芯冲片上的槽口，布线时，仍按原有布线方法，把绕组在定子上按普通有槽电机方式布线，保留了有槽电机绕组分布均匀对称的优点，使用时转矩波动小。由于加强结构内衬套齿的宽度在衬套的径向上由外向内呈递减趋势，因此可以保证衬套不会受定子内永磁体吸引力的影响而变形。 

本实用新型的有益效果是：对于定子槽内侧开口集中绕组式电机，用衬套封闭定子槽的槽口，并增加加强机构后，有效地解决了齿槽转矩问题。在原先制造工艺未做重大改变和电机本身体积基本未增加的基础上，改善了电机运行平稳性和安全性，转矩波动小。 

附图说明

图1是本实用新型径向截面示意图。 

图2是衬套示意图。 

图3是衬套径向截面示意图。 

图4是图3的局部放大图。 

图5是定子径向截面示意图。 

图6是图3的局部放大图。 

图中：1：定子，2：电机轴，3：转子，4：定子绕组，5：定子槽，6：齿，7：衬套，8：永磁体，9：气隙，10：衬套齿，11：衬套槽。            

具体实施方式

如图1所示，以24槽4极定子槽内开口式的内埋式永磁同步电机为例，闭口槽永磁同步电机基本结构和普通永磁同步电机相似，不同之处集中在定子上。定子1，安装在电机轴2上的转子3，转子3在定子1内，和定子同轴；转子3内永磁体8的布置方式与传统内埋式永磁同步电机相同；定子1上设有定子绕组4，定子1上有均匀分布的定子槽5，定子槽5有开口，定子绕组4嵌线完成后再安装衬套7；衬套7与定子1以过盈配合的方式安装；所述的衬套7所用材料与定子1相同。 

如图2所示衬套7呈圆筒形状，在衬套7外侧有均匀分布的衬套齿10，衬套7的厚度随定子槽开口的宽度增加而增加，但厚度以不影响气隙9为宜，综合考虑对电机运行性能和安装工艺的影响，通过实验确定其厚度。 

如图3、图4所示，衬套齿10的宽度在衬套7的径向上由外向内呈递减趋势。 

如图5、图6所示，在定子1内侧有均匀分布的衬套槽11与衬套齿10一一对应。衬套7安装在定子1的内侧，衬套槽11与衬套齿10匹配安装形成如图1所示的加强结构，衬套槽11与衬套齿10的数量根据工艺需要确定。 

Claims (3)

1.一种带加强结构的闭口槽永磁同步电机，包括定子（1）和安装在电机轴（2）上的转子（3），转子（3）在定子（1）内，和定子同轴；在所述定子（1）的内侧均匀分布有多个开口的定子槽（5），定子槽（5）中有定子绕组（4）；其特征是：在定子槽（5）的开口侧安装有用于封闭定子槽（5）槽口的衬套（7）；所述的衬套（7）是与定子（1）内缘配合的圆筒状，在衬套（7）外缘有均匀分布的多个衬套齿（10）；在定子（1）内缘有与衬套齿（10）对应的多个衬套槽（11）；当将衬套（7）安装在定子（1）内缘上后，衬套齿（10）嵌入衬套槽（11）中组成加强结构。

2.根据权利要求1所述的带加强结构的闭口槽永磁同步电机，其特征是：所述的衬套（7）与定子（1）以过盈配合的方式安装。

3.根据权利要求1所述的带加强结构的闭口槽永磁同步电机，其特征是：所述的衬套（7）所用材料与定子（1）相同。

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