CN204168018U - 永磁同步电机定子 - Google Patents

Abstract

永磁同步电机定子包括定子铁芯、槽绝缘件、线圈绕组和槽楔；定子铁芯包括若干相叠压的定子冲片，每一定子冲片包括圆环状的轭部和若干冲片齿；每一冲片齿自轭部的内圆周面沿径向延伸而成，若干冲片齿沿圆周方向均匀间隔分布；每两相邻的冲片齿之间构成一绕线通槽，若干冲片齿围成一圆形通槽；线圈绕组缠绕于各绕线通槽内，槽绝缘件填充于定子冲片的圆形通槽内，槽楔安装于各绕线通槽的槽口内。上述实用新型的冲片结构可使得其轭部和冲片齿趋向磁饱和，并由较宽的外通槽和中间通槽提供漏磁路径，减小了高速时的反电动势，从而突破现有技术的局限，使得电机弱磁倍数宽可达到4:1，最高速可达30000rpm，拓宽了主轴的应用范围。

Description

永磁同步电机定子

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机定子。

背景技术

永磁同步电机由于功率密度大、响应速度快、结构紧凑、效率高、功率因数高等特点，在电主轴领域得到了越来越广泛的应用。

永磁同步电动机的电压方程式(1—1)如下：

$u=\mathrm{\ω}\sqrt{{\left({\mathrm{\ρL}}_d{i}_q\right)}^2+{(L_d{i}_d+{\mathrm{\ψ}}_f)}^2}---(1--1);$

可知，在电动机电压达到逆变器所能输出的电压极限时，想要继续升高转速只有通过调节i_d和i_q来实现，即增加定子直轴去磁电流的分量来维持高速运行时电压的平衡，以达到弱磁扩速的目的。

图4为永磁同步电机的等效矢量磁路图，公式(1--2)如下：

${\mathrm{\Φ}}_a=\frac{F_c}{R_o+R_{\mathrm{\δ}}}-\frac{R_o+R_{\mathrm{\δ}}+R_{\mathrm{\σ}}}{R_o+R_{\mathrm{\δ}}}\·\frac{1}{R_{\mathrm{\σ}}}\·F_a---(1--2);$

其中：Fc＝Fc+j0为永磁磁动势矢量；Fa＝Fd+jFq为电枢磁动势矢量；Ro为永磁体内阻；Rδ为主磁阻；Rσ为漏磁阻。

受到逆变器容量，以及永磁体退磁危险的条件限制，电机的直轴去磁电枢电势不可能做到很大；同时为了建立高磁密的电机主磁路，电机需要的主磁动势较大，比较而言，电枢磁势远小于永磁励磁磁势，因此，现有电机的结构使得其转速仍很难有较大的突破。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种可解决上述技术问题的永磁同步电机定子。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种永磁同步电机定子，其特征在于：其包括定子铁芯、线圈绕组、槽绝缘件和槽楔；

定子铁芯包括若干相叠压的定子冲片，每一定子冲片包括圆环状的轭部和若干冲片齿；每一冲片齿自轭部的内圆周面沿径向延伸而成，若干冲片齿沿圆周方向均匀间隔分布；每两相邻的冲片齿之间构成一绕线通槽，若干冲片齿围成一圆形通槽；

每一绕线通槽沿径向自外至内包括依次连通的外通槽、中间通槽、内通槽和槽口；外通槽呈半圆形；中间通槽呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小；内通槽呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小；槽口呈矩形状；中间通槽的最大宽度与外通槽的直径相同，中间通槽的最小宽度与内通槽的最大宽度相同；槽口的宽度与内通槽的最小宽度相同；

线圈绕组缠绕于各绕线通槽内，槽绝缘件填充于定子冲片的圆形通槽内，槽楔安装于各绕线通槽的槽口内。

优选地，该槽楔为导磁材料制成的元件。

优选地，内通槽缩小的幅度大于中间通槽。

优选地，该定子还包括两紧固端板，两紧固端板分别安装于定子铁芯的两端面。

优选地，该定子还包括两绝缘端板，两绝缘端板分别安装于两紧固端板的端面上。

优选地，紧固端板和定子冲片通过铆钉固定。

优选地，该定子还包括绑扎于线圈绕组的两端部的无纬扎带。

优选地，该定子还包括用于检测定子绕组温度的热敏电阻，热敏电阻内嵌于线圈绕组内。

本实用新型的有益效果如下：

上述实用新型的冲片结构可使得其轭部和冲片齿趋向磁饱和，并由较宽的外通槽和中间通槽提供漏磁路径，减小了高速时的反电动势，从而突破现有技术的局限，使得电机弱磁倍数宽可达到4:1，最高速可达30000rpm，拓宽了主轴的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型永磁同步电机定子的较佳实施方式的剖面结构示意图。

图2为图1的永磁同步电机定子的定子冲片的结构示意图。

图3为图2的定子冲片的II区域的放大图。

图4为现有技术的永磁同步电机的等效矢量磁路图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

请参见图1，本实用新型涉及一种永磁同步电机定子，其较佳实施方式包括定子铁芯、线圈绕组2、槽绝缘件3和槽楔4。

参见图2，该定子铁芯包括若干相叠压的定子冲片1，每一定子冲片1包括圆环状的轭部19和若干冲片齿18。每一冲片齿18自轭部19的内圆周面沿径向延伸而成，若干冲片齿18沿圆周方向均匀间隔分布。每两相邻的冲片齿18之间构成一绕线通槽17，若干冲片齿18围成一圆形通槽16。

参见图3，每一绕线通槽17沿径向自外至内包括依次连通的外通槽171、中间通槽172、内通槽173和槽口174。外通槽171呈半圆形；中间通槽172呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小；内通槽179呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小，且缩小的幅度大于中间通槽172。槽口174呈矩形状。中间通槽172的最大宽度与外通槽171的直径相同，中间通槽172的最小宽度与内通槽179的最大宽度相同。槽口174的宽度与内通槽179的最小宽度相同。如此，可使得轭部19和冲片齿18趋向磁饱和，并由较宽的外通槽171和中间通槽172提供漏磁路径，减小了高速时的反电动势，从而突破现有技术的局限，提高电机转速。

线圈绕组2缠绕于各绕线通槽17内，槽绝缘件3填充于定子冲片1的圆形通槽16内，槽楔4安装于各绕线通槽17的槽口174内。

优选地，该槽楔4为导磁材料制成的元件，以增加漏磁路径，使得电机转速更快。

本实施例中，该定子还包括两紧固端板7，两紧固端板7分别安装于定子铁芯的两端面，以加固铁芯。优选地，紧固端板7和定子冲片1通过铆钉6固定。

该定子还包括两绝缘端板8，两绝缘端板8分别安装于两紧固端板7的端面上。

该定子还包括绑扎于线圈绕组2的两端部的无纬扎带5，以加固定子结构。

该定子还包括用于检测定子绕组温度的热敏电阻9，热敏电阻9内嵌于线圈绕组2内，以更准确地检测定子温度。

该定子加载频率和幅值一定的三相对称交流电时，在空间形成旋转磁动势，该磁动势与转子磁钢产生的磁场相互作用带动转子以同步速进行旋转并产生电磁转矩。基速时定子已经趋于磁饱和，故当电流变大时，较宽的外通槽171和中间通槽172提供漏磁路径，减小了高速时的反电动势，使得永磁同步电机具有较高弱磁倍数，极大拓宽了电机转速范围和应用场合。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种永磁同步电机定子，其特征在于：其包括定子铁芯、线圈绕组、槽绝缘件和槽楔；

定子铁芯包括若干相叠压的定子冲片，每一定子冲片包括圆环状的轭部和若干冲片齿；每一冲片齿自轭部的内圆周面沿径向延伸而成，若干冲片齿沿圆周方向均匀间隔分布；每两相邻的冲片齿之间构成一绕线通槽，若干冲片齿围成一圆形通槽；

每一绕线通槽沿径向自外至内包括依次连通的外通槽、中间通槽、内通槽和槽口；外通槽呈半圆形；中间通槽呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小；内通槽呈梯形状，其宽度自外至内逐渐缩小；

槽口呈矩形状；中间通槽的最大宽度与外通槽的直径相同，中间通槽的最小宽度与内通槽的最大宽度相同；槽口的宽度与内通槽的最小宽度相同；

线圈绕组缠绕于各绕线通槽内，槽绝缘件填充于定子冲片的圆形通槽内，槽楔安装于各绕线通槽的槽口内。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机定子，其特征在于：该槽楔为导磁材料制成的元件。

3.如权利要求1所述的永磁同步电机定子，其特征在于：内通槽缩小的幅度大于中间通槽。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机定子，其特征在于：该定子还包括两紧固端板，两紧固端板分别安装于定子铁芯的两端面。

5.如权利要求4所述的永磁同步电机定子，其特征在于：该定子还包括两绝缘端板，两绝缘端板分别安装于两紧固端板的端面上。

6.如权利要求4所述的永磁同步电机定子，其特征在于：紧固端板和定子冲片通过铆钉固定。

7.如权利要求1所述的永磁同步电机定子，其特征在于：该定子还包括绑扎于线圈绕组的两端部的无纬扎带。

8.如权利要求1所述的永磁同步电机定子，其特征在于：该定子还包括用于检测定子绕组温度的热敏电阻，热敏电阻内嵌于线圈绕组内。