CN203574518U - 永磁同步电机的定子 - Google Patents
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Abstract
一种永磁同步电机的定子，涉及电机技术领域，所解决的是降低电机力矩波动的技术问题。该定子呈环状，其内圈交替形成有多个定子齿及多个定子槽，所述定子齿朝向定子环心的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的数量是三的倍数，每个定子齿的齿面均开设有至少一个齿端凹槽，所述齿端凹槽在定子齿的径向截面中呈半圆形，且齿端凹槽的槽口朝向定子环心，相邻定子齿上的齿端凹槽的数量和/或布设位置彼此相异。本实用新型提供的定子，能降低电机力矩波动，且生产工艺简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术，特别是涉及一种永磁同步电机的定子的技术。
背景技术
齿槽力矩也称磁阻力矩，是自动化场合、机电一体化场合的调速系统中致命缺陷，磁阻力矩及齿槽力矩波动较大，会导致电机功率密度低，高速恒功率范围窄、过载能力低和可靠性差等缺陷。
降低电机力矩波动可以提高电机性能，现有降低电机力矩波动的方法主要有分数槽法、辅助槽法、辅助齿法、斜槽法、斜极法、闭口槽法和磁化槽楔法等，这些方法各有利弊，但总是难以有效消除齿槽效应。提高齿槽转矩波动的基波次数（频率），就能有效减小齿槽基波和高次谐波转矩幅值，降低齿槽引起的力矩波动，长期以来，降低力矩波动的措施之一就是增加定子槽数，提高齿槽转矩波动的基波次数（频率），但这样生产工艺复杂，定子槽下线困难增加，效率也降低；降低力矩波动的措施之二就是定子铁芯斜槽（定子铁心轴向扭转一定的角度），但这样同样使生产工艺复杂，而且使定子槽面积减小，降低出力，得不偿失。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能降低电机力矩波动，且生产工艺简单的永磁同步电机的定子。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种永磁同步电机的定子，该定子呈环状，其内圈交替形成有多个定子齿及多个定子槽，所述定子齿朝向定子环心的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的数量是三的倍数，其特征在于：
每个定子齿的齿面均开设有至少一个齿端凹槽，所述齿端凹槽在定子齿的径向截面中呈半圆形，且齿端凹槽的槽口朝向定子环心，相邻定子齿上的齿端凹槽的数量和/或布设位置彼此相异。
进一步的，各定子齿分成三类，分别为A类齿、B类齿、C类齿，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿、B类齿、C类齿这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿、C类齿各有一个齿端凹槽，B类齿有两个齿端凹槽，A类齿的齿端凹槽布设在第二布槽点，B类齿的两个齿端凹槽分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿的齿端凹槽布设在第三布槽点。
进一步的，所述定子槽的数量有12个或18个或24个。
进一步的，所述定子齿的数量是四的倍数；
各定子齿分成四类，分别为A类齿、B类齿、C类齿、D类齿，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿、B类齿、D类齿、C类齿这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿、C类齿、D类齿各有一个齿端凹槽，B类齿有两个齿端凹槽，A类齿的齿端凹槽布设在第二布槽点，B类齿的两个齿端凹槽分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿的齿端凹槽布设在第三布槽点，D类齿的齿端凹槽布设在第一布槽点。
进一步的，所述定子槽的数量有24个。
本实用新型提供的永磁同步电机的定子，在各定子齿的齿面开设半圆形的齿端凹槽，相当于增加电机的定子槽数量，从而在实际不增加定子槽数量的情况下，提高了齿槽转矩波动的基波次数（频率），减小了齿槽基波和高次谐波转矩幅值，降低齿槽引起的转矩波动，使d轴与q轴径向力趋于平衡，能降低机械振动、噪音、振动和反电势谐波，减少铁心损耗，实现电机高效、高功率密度、高可靠性、低噪、低波动平稳运行等特点，而且生产工艺简单。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例的永磁同步电机的定子的定子齿排列方式示意图；
图2是本实用新型第二实施例的永磁同步电机的定子的定子齿排列方式示意图；
图3是永磁同步电机装配本实用新型第一实施例的定子后的齿槽力矩波形图；
图4是现有永磁同步电机的齿槽力矩波形图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型第一实施例所提供的一种永磁同步电机的定子，该定子呈环状，其内圈交替形成有多个定子齿及多个定子槽16，所述定子齿朝向定子环心的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的数量是三的倍数，其特征在于：
每个定子齿的齿面均开设有至少一个齿端凹槽19，所述齿端凹槽19在定子齿的径向截面中呈半圆形，且齿端凹槽19的槽口朝向定子环心，相邻定子齿上的齿端凹槽19的数量和/或布设位置彼此相异；
各定子齿分成三类，分别为A类齿11、B类齿12、C类齿13，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿11、B类齿12、C类齿13这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿11、C类齿13各有一个齿端凹槽，B类齿12有两个齿端凹槽，A类齿11的齿端凹槽19布设在第二布槽点，B类齿12的两个齿端凹槽19分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿13的齿端凹槽19布设在第三布槽点。
本实用新型第一实施例中，所述定子槽16的数量有12个或18个或24个。
如图2所示，本实用新型第二实施例所提供的一种永磁同步电机的定子，该定子呈环状，其内圈交替形成有多个定子齿及多个定子槽26，所述定子齿朝向定子环心的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的数量是三的倍数且定子齿的数量是四的倍数，其特征在于：
每个定子齿的齿面均开设有至少一个齿端凹槽29，所述齿端凹槽29在定子齿的径向截面中呈半圆形，且齿端凹槽29的槽口朝向定子环心，相邻定子齿上的齿端凹槽29的数量和/或布设位置彼此相异；
各定子齿分成四类，分别为A类齿21、B类齿22、C类齿23、D类齿24，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿21、B类齿22、D类齿24、C类齿23这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿21、C类齿23、D类齿24各有一个齿端凹槽，B类齿22有两个齿端凹槽，A类齿21的齿端凹槽29布设在第二布槽点，B类齿22的两个齿端凹槽29分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿23的齿端凹槽29布设在第三布槽点，D类齿24的齿端凹槽29布设在第一布槽点。
本实用新型第二实施例中，所述定子槽26的数量有24个。
本实用新型第一、第二实施例的永磁同步电机的定子，能降低电机运行时的机械振动、噪音、振动和反电势谐波，能减少铁心损耗，可实现电机高效、高功率密度、高可靠性、低噪、低波动平稳运行。
图3是永磁同步电机装配本实用新型第一实施例的定子后的齿槽力矩波形图，图中的Tcog轴（竖轴）为齿槽力矩数值轴，θ轴（横轴）为电机转矩角数值轴，该电机的额定功率为12KW，额定力矩为57.3Nm，同步转速为2000转/分，实际测得该电机工作时的齿槽力矩峰值为0.58Nm，齿槽力矩波动为1.01%。
图4是现有永磁同步电机的齿槽力矩波形图，图中的Tcog轴（竖轴）为齿槽力矩数值轴，θ轴（横轴）为电机转矩角数值轴，该电机的额定功率为12KW，额定力矩为57.3Nm，同步转速为2000转/分，实际测得该电机工作时的齿槽力矩峰值为6Nm，齿槽力矩波动为10.47%。
由图3、图4测得的数据可见，永磁同步电机装配本实用新型第一实施例的定子后，相对现有永磁同步电机，齿槽力矩波动从10.47%减少到1.01%，电机性能的峰值齿槽力矩得到有效的抑制，使电机综合品质大幅度提高，能有效提高电机的综合性能，能实现高功率密度、低噪、低力矩波动、宽调速、快响应、频繁启动和平稳运行，能满足电动、混合动力汽车驱动要求。
Claims (5)
1.一种永磁同步电机的定子，该定子呈环状，其内圈交替形成有多个定子齿及多个定子槽，所述定子齿朝向定子环心的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的数量是三的倍数，其特征在于：
每个定子齿的齿面均开设有至少一个齿端凹槽，所述齿端凹槽在定子齿的径向截面中呈半圆形，且齿端凹槽的槽口朝向定子环心，相邻定子齿上的齿端凹槽的数量和/或布设位置彼此相异。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的定子，其特征在于：各定子齿分成三类，分别为A类齿、B类齿、C类齿，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿、B类齿、C类齿这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿、C类齿各有一个齿端凹槽，B类齿有两个齿端凹槽，A类齿的齿端凹槽布设在第二布槽点，B类齿的两个齿端凹槽分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿的齿端凹槽布设在第三布槽点。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的定子，其特征在于：所述定子槽的数量有12个或18个或24个。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机的定子，其特征在于：所述定子齿的数量是四的倍数；
各定子齿分成四类，分别为A类齿、B类齿、C类齿、D类齿，各定子齿的排列方式为：沿定子的周向，重复A类齿、B类齿、D类齿、C类齿这一顺序；
定子齿的径向截面中，定子齿的齿面有三个布槽点，该三个布槽点分别为第一布槽点、第二布槽点、第三布槽点，且该三个布槽点在定子齿的齿面上沿定子的周向等距间隔分布，其中的第二布槽点位于定子齿的齿面中心；
A类齿、C类齿、D类齿各有一个齿端凹槽，B类齿有两个齿端凹槽，A类齿的齿端凹槽布设在第二布槽点，B类齿的两个齿端凹槽分别布设在第一布槽点、第三布槽点，C类齿的齿端凹槽布设在第三布槽点，D类齿的齿端凹槽布设在第一布槽点。
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机的定子，其特征在于：所述定子槽的数量有24个。
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Cited By (2)
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| CN110912296A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-24 | 山东理工大学 | 轻型卡车开关磁阻容错电机 |
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| CN103560634B (zh) * | 2013-11-18 | 2015-11-18 | 上海特波电机有限公司 | 电动汽车用内置式永磁同步电机 |
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