CN218633466U - 一种定子模块化的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定子模块化的电机，包括定子、转子和机壳，所述定子包括数个定子模块，定子模块安装于机壳内侧的相邻凸台之间，定子模块之间设有磁障；定子模块包括定子铁芯和定子铁靴，定子铁芯包括定子轭部和定子齿部，定子铁芯和定子铁靴组合后形成闭口槽，槽内设有电枢绕组线圈；转子包括转轴、铁芯和永磁体。本实用新型采用整体闭口槽设计，有效抑制齿槽转矩和转矩脉动，通过分离组装结构提高自动化嵌线效率以及电机槽满率和转矩密度；利用线圈间隔设置实现物理、电磁隔离，提高故障隔离能力和容错能力，设有磁障抑制电枢磁场所产生的次谐波成分，提高聚磁能力，进而提高基波绕组系数和转矩密度。

Description

一种定子模块化的电机

技术领域

本实用新型涉及电机设计制造领域，尤其涉及一种定子模块化的电机。

背景技术

相比于感应电机和电励磁电机，永磁电机在转矩密度、功率因数和效率等方面具有显著优势，近年已广泛应用于各行各业，如电力船舶、电动汽车、航空航天等。根据极槽配合形式，永磁电机可以分为分数槽和整数槽两类。相比于整数槽永磁电机，分数槽集中绕组永磁电机具有绕组端部短、铜耗低、效率高、槽满率高、工艺简单等特点。

分数槽永磁电机的定子磁场谐波丰富，含有不可忽视的次谐波成分，这不仅增加了电机的铁耗，也降低了基波绕组系数。传统的分数槽集中绕组永磁电机的每个齿上均绕有线圈，即每个槽中有两个线圈边，这不仅需要做两层绝缘，复杂化绕线工艺；而且使得相邻线圈之间存在强电磁耦合，降低了故障隔离能力和容错能力。另外，如图1所示，传统的分数槽集中绕组永磁电机的定子采用开口槽A，转子上的永磁体与定子槽口相互作用会产生定位力矩，不仅会影响电机的运行稳定性，而且会引发振动和噪声。

现有技术中也采用定子闭口槽B的方案对齿槽转矩进行有效抑制，如图2所示，但定子整体加工成型的闭口槽不利于绕组自动化嵌线，会降低电机的槽满率，进而降低转矩/功率密度。此外，该方案的定子铁芯是在铁芯物料的基础上整体加工成型，圆环状的整体定子铁芯造成圆环内外侧的物料严重浪费，生产成本被迫增加。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种提高聚磁能力与故障隔离能力、抑制齿槽转矩的定子模块化的电机。

技术方案：本实用新型所述一种定子模块化的电机，包括定子、转子和机壳，其特征在于，所述定子包括数个定子模块，相邻定子模块之间设有磁障；所述机壳内侧均匀设有与磁障相配合的凸台，各定子模块设于相邻两凸台之间。

优选地，所述定子模块包括定子铁芯和定子轭部，定子铁芯包括定子铁靴和定子齿部，定子齿部包括一个整齿和位于两侧的两个半齿；所述定子铁芯和定子轭部组合后形成闭口槽，槽内设有绕制在定子齿部上的电枢绕组线圈。

优选地，所述定子轭部与定子齿部通过榫卯结构连接。

优选地，所述定子轭部与定子齿部是整体铁芯模块，便于加工，且能够有效提高铁芯物料的利用率、降低生产成本。

优选地，所述线圈绕制在整齿上。

优选地，所述相邻线圈间间隔两个半齿和磁障，实现每相电枢绕组之间完全的物理隔离和电磁隔离，故障隔离能力和容错能力强。

优选地，所述定子铁芯与转子铁芯采用导磁材料。

优选地，所述机壳及其内侧凸台均为非导磁材料。

优选地，所述转子采用内转子或者外转子。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：1、定子模块之间设有磁障，可有效抑制电枢磁场所产生的次谐波成分，提高聚磁能力，进而提高基波绕组系数和转矩密度；2、每个定子模块只有一个线圈，相邻线圈之间间隔了两个半齿和磁障，实现了每相电枢绕组之间的物理隔离和电磁隔离，可有效提高电机的故障隔离能力和容错能力；3、定子铁芯为整体加工成型，可以有效提高铁芯物料的利用率，降低生产成本；4、将定子铁芯模块和定子轭部模块分离设计，再通过榫卯结构拼装，形成闭口槽定子，可以有效抑制齿槽转矩和转矩脉动，提升转矩品质；5、将定子铁芯模块和定子轭部模块分离设计，铁芯模块具有较宽开口，能够有效提高自动化嵌线效率以及电机槽满率和转矩密度。

附图说明

图1为现有开口槽定子铁芯的结构示意图；

图2为现有闭口槽定子铁芯的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型的定子模块结构示意图；

图5为本实用新型的定子铁芯结构示意图；

图6为本实用新型的机壳结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图3-6所示，电机为内转子电机，包括定子10、转子20和机壳30。定子10槽数Ns＝12，转子极对数p＝5，设有三相电枢绕组(A相、B相、C相)。转子包括转子铁芯21、永磁体22以及转轴23。

如图3所示，定子10为模块化定子，是由6个定子模块100组合而成；每个定子模块100之间设有磁障101，即空气间隙。机壳30内侧均匀设有6个凸台31，与磁障101相配合。每个定子模块100安装在相邻两个凸台31之间。

如图4、5所示，每个定子模块100包括定子轭部120、定子齿部112和定子铁靴111，它们中间形成闭口的定子槽，槽中设有电枢绕组的线圈140，一相电枢绕组是由两个线圈串联或并联而成；其中，定子齿部112包括中间的一个整齿1121和两侧的两个半齿1122，线圈140绕制于中间的整齿1121上；定子铁靴111与定子齿部112是一个整体铁芯模块110，定子铁芯模块110与定子轭部模块120是分离加工成型的，且通过榫卯结构130连接，连接而成的定子模块为闭口槽定子；每个定子模块100只有一个线圈140，定子上的相邻线圈140之间间隔了两个半齿1122和磁障101。

定子铁芯110和转子铁芯21采用导磁材料。

Claims (9)

1.一种定子模块化的电机，包括定子(10)、转子(20)和机壳(30)，其特征在于，所述定子(10)包括数个定子模块(100)，各定子模块(100)之间设有磁障(101)；所述机壳(30)内侧均匀设有与磁障(101)相配合的凸台(31)，各定子模块(100)设于相邻两凸台(31)之间。

2.根据权利要求1所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述定子模块(100)包括定子铁芯(110)和定子轭部(120)，定子铁芯包括定子铁靴(111)和定子齿部(112)，定子齿部(112)包括一个整齿(1121)和位于两侧的两个半齿(1122)；所述定子铁芯(110)和定子轭部(120)组合后形成闭口槽，槽内设有绕制在定子齿部上的电枢绕组线圈(140)。

3.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述定子轭部(120)与定子齿部(112)通过榫卯结构(130)连接。

4.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述定子铁靴(111)与定子齿部(112)是整体铁芯模块。

5.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述线圈(140)绕制在整齿(1121)上。

6.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述相邻线圈(140)间间隔两个半齿(1122)和磁障(101)。

7.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述定子铁芯(110)与转子铁芯(21)采用导磁材料。

8.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述机壳(30)及其内侧凸台(31)均为非导磁材料。

9.根据权利要求2所述的定子模块化的电机，其特征在于，所述转子(20)采用内转子或者外转子。

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