CN211429018U - 一种低噪音电机的定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种低噪音电机的定子结构，包括定子铁芯和设在定子铁芯上的绕组，定子铁芯由至少2个以上单元区域构成，相邻的单元区域设有不同数量的定子槽数，定子槽数的数量为双数，每一个单元区域的绕组单独绕组，各自互相独立。使用时，每个单元对应的0阶力波频率是对应的槽数阶次，槽数的变化使得每个单元0阶力波阶次不同，从而使得0阶力波得到抑制，降低了电机的振动噪声。

Description

一种低噪音电机的定子结构

技术领域

本实用新型主要涉及永磁同步电机的技术领域，特别涉及一种低噪音电机，定子结构，尤其涉及多个极槽配合单元电机的低噪音电机的定子结构。

背景技术

噪声是四大污染之一。噪声会对建筑物、仪器仪表、动物以及人类等构成危害，危害程度主要取决于噪声的频率、强度和暴露时间。噪声会使人感到烦躁，人长期暴露在噪音下还会损害听力，影响人的神经系统，诱发动脉硬化和冠心病，严重危害人体健康。

2015年，国务院办公厅印发了关于2014-2015年节能减排低碳发展行动方案的通知，建设绿色循环低碳交通运输体系，对汽车节能减排提出了进一步要求，促进了电动汽车行业迅速发展，并随之带动了驱动电机行业的发展。永磁同步电机因其优越的性能,如高效率、宽调速范围、高功率密度、小体积、高精度、低速大扭矩等,已经在各个领域当中被广泛应用,尤其是一些驱动性能较高的场合。但是，车用永磁同步电机由于本身结构，成本和空间限制，以及对汽车高转速的要求，造成振动噪声大等负面影响，破坏汽车驾驶的舒适性。

电机噪声及其主要振动源分为三类:电磁振动噪声、机械振动噪声和空气动力噪声。在无外部风扇和转速不是很高的情况下，空气动力噪声对整体噪声影响不大，一般可以忽略；机械振动噪声主要与电机轴承等机械安装工艺有关，一般可以通过提高加工精度和工艺水平加以改善；而电磁振动噪声主要由电机内部径向和切向电磁力与定转子结构共同决定。电机PWM电流谐波，相带谐波，永磁体谐波，电机槽口效应，电机饱和效应，内置式结构相互作用，形成了丰富的电磁谐波以及电磁力谐波，这大大增加了触发电机共振或者接近共振的条件，同时也增加了振动噪声分析的难度。

因此，市场上急需要一种低噪音的电机结构。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种低噪音电机的定子结构，通过设置不同定子槽数的单元区域来构成定子铁芯，使得0阶力波得到抑制，降低了电机的振动噪声。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，包括定子铁芯和设在定子铁芯上的绕组，定子铁芯由至少2个以上单元区域构成，相邻的单元区域设有不同数量的定子槽数，定子槽数的数量为双数，每一个单元区域的绕组单独绕组，各自互相独立。

优选的，定子铁芯由四个单元区域构成，每个区域占定子铁芯圆筒面积的1/4，每个区域的定子槽数为6的整倍数。

进一步，定子铁芯为48槽，1单元区域对应的定子槽数为18槽，2单元区域对应的定子槽数为12槽，3单元区域对应的定子槽数为12槽，4单元区域对应的定子槽数为6槽。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，定子铁芯由至少2个以上单元区域构成，相邻的单元区域设有不同数量的定子槽数，每个单元对应的0阶力波频率是对应的槽数阶次，槽数的变化使得每个单元0阶力波阶次不同，从而使得0阶力波得到抑制，降低了电机的振动噪声；

2、本实用新型的技术方案中，每一个单元区域的绕组单独绕组，各自互相独立，避免了不同极槽配合下单元电机槽数不同导致的无法连线问题，提高了电机的多变性，使电机应用更加灵活；

3、本实用新型结构简单，便于实施，有利于推广和利用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例36槽的结构示意图。

图3为本实用新型定子铁芯的剖视图。

图4为本实用新型又一实施例48槽的结构示意图。

图中标注如下：

1为12槽铁芯，2为12槽绕组，3为24槽绕组，4为24槽铁芯，5为6槽铁芯，6为9槽铁芯，7为12槽铁芯，8为18槽铁芯。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种低噪音电机的定子结构，其与现有技术的区别在于，包括定子铁芯和设在定子铁芯上的绕组，定子铁芯由至少2个以上单元区域构成，相邻的单元区域设有不同数量的定子槽数，定子槽数的数量为双数，每一个单元区域的绕组单独绕组，各自互相独立。

具体来说，本实用新型是一种多个不同极槽配合单元电机永磁同步电机定子结构，可以保证电机整体体积不变的情况下，采用每个单元线圈独立链接方式，避免了不同极槽配合下单元电机槽数不同导致的无法连线问题，提高了电机的多变性，使电机应用更加灵活。

在一个实施例中，定子铁芯由四个单元区域构成，每个区域占定子铁芯圆筒面积的1/4，每个区域的定子槽数为6的整倍数。定子铁芯为48槽，1单元区域对应的定子槽数为18槽，2单元区域对应的定子槽数为12槽，3单元区域对应的定子槽数为12槽，4单元区域对应的定子槽数为6槽。

所述定子铁芯每一区域单元的三相绕组相互独立，各自区域间绕组不能相互跨越。形成4个独立单元定子铁芯区域。嵌完线后四个单元区域绕组通过引接线串联，形成三相绕组。这里的每个单元区域的绕组绕线均为单层绕组。

在实施中，电机槽数相近的单元组合一起，本案例中槽数顺序为18槽、12槽、6槽、12槽。避免槽数相差较远的组合在一起，比如18槽、6槽、12槽、12槽顺序。这样排列的目的是因为相邻单元如果槽数相差较大会造成较大的波形差异，在优化设计中会增加难度，第二点，相邻单元槽数相差小可以减小绕线上的工艺难度，以一种渐变式的过渡形式，使电机电枢整体更加美观工整，在一定范围内也可以降低电枢的轴向长度。

在6槽单元中，产生的转矩脉动、0阶力波以6次为主，12槽单元中，产生的转矩脉动、0阶力波以12次为主，24槽模型中，产生的转矩脉动、0阶力波与24次为主。在空间上，由于5、7次空间谐波，11、13次空间谐波与23、25次空间谐波分布步长不同，从而使得每个单元区域的谐波幅值得到抑制，降低了电机电机额的转矩脉动、0阶力波。

在另一个实施例中，定子铁芯由2个单元区域构成，每个区域占定子铁芯圆筒面积的1/2，定子铁芯的槽数为6、9或者12的整数倍。比如每单元区域1/2圆院级，其中1单元区域对应的定子冲片为12槽，1单元区域对应的定子冲片为24槽，定子冲片总槽数为36槽。又或者6槽对12槽，9槽对应18槽。每个单元为单层分布绕组，单元与单元之间没有绕组跨越，嵌线后将每个单元的引出线进行串联，构成三相绕组。

同时采用新的定子绕线工艺，并且针对于永磁同步电机，对如何减小0阶径向力波引起电机的振动，从多个单元电机结构下产生的0阶力波相位差，从而抑制电机0阶力波的产生。由于每一个单元电机极槽配合有差别，是的在圆周上无法行政整整意义上的0阶力波，每个单元对应的0阶力波频率是对应的槽数阶次，槽数的变化使得每个单元0阶力波阶次不同，从而使得0阶力波得到抑制，降低了电机的振动噪声。

在第三个实施例中，形成54槽8极整数槽部分单元分布绕组的电机结构。每个单元为单层分布绕组，单元与单元之间没有绕组跨越，嵌线后将每个单元的引出线进行串联，构成三相绕组。该结构可以有效地抑制电机谐波含量，降低电机转矩脉动以及0阶电磁振动噪声，提高电机效率。

具体来说这里的54槽分为两个单元，一个单元36槽，一个单元18槽，为单层分布绕组，单层分布绕组，6个槽为一组线圈，两个单元之间独立，没有绕组跨越。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型，且以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，包括定子铁芯和设在定子铁芯上的绕组，定子铁芯由至少2个以上单元区域构成，相邻的单元区域设有不同数量的定子槽数，定子槽数的数量为双数，每一个单元区域的绕组单独绕组，各自互相独立。

2.根据权利要求1所述的一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，定子铁芯由四个单元区域构成，每个区域占定子铁芯圆筒面积的1/4，每个区域的定子槽数为6的整倍数。

3.根据权利要求2所述的一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，定子铁芯为48槽，1单元区域对应的定子槽数为18槽，2单元区域对应的定子槽数为12槽，3单元区域对应的定子槽数为12槽，4单元区域对应的定子槽数为6槽。

4.根据权利要求1所述的一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，定子铁芯由2个单元区域构成，每个区域占定子铁芯圆筒面积的1/2，定子铁芯的槽数为6或者9的整数倍。

5.根据权利要求1所述的一种低噪音电机的定子结构，其特征在于，每个单元区域的绕组绕线均为单层绕组。

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