CN219678214U - 一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及永磁电机技术领域，具体是一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构。一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，包括定子芯体、转子芯体，定子芯体设于转子芯体的径向外侧且两者之间设有径向间隙，定子芯体的内侧设有沿圆周方向分布的绕线齿，相邻两个绕线齿之间形成半闭口的齿槽，绕线齿上连续缠绕有金属线圈形成全齿绕式的绕组，转子芯体上设有沿圆周方向分布的安装孔，安装孔内嵌入有永磁体，转子芯体上还设有沿圆周方向分布的导电棒，导电棒为导电材料且其两端分别与转子芯体的两端电性导通，导电棒的中段设有与转子芯体之间形成电绝缘连接的绝缘层。降低转矩波动，改善驱动电机的振动噪声水平；电机损耗和温升更低，电机效率更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及永磁电机技术领域，具体是一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构。
背景技术
永磁电动机具有功率密度高、效率高、动态特性好、外特性强等优点，在电动车辆驱动系统中应用广泛。随着车辆人机环境和全工况运行稳定性指标日益严格，对驱动电机转矩波动提出了更高的要求。目前，电动三轮车驱动电机多采用基于霍尔传感器的矢量控制方法，其位置观测偏差、电枢磁动势空间谐波及电流时间谐波产生了较大的转矩波动，造成严重的振动噪声，影响乘坐的舒适性。
现有的抑制转矩波动的措施包括：转子斜极、定子斜槽、转子或定子磁障、多相绕组和定子谐波电流注入等。斜极或斜槽的加工工艺复杂，同时电机的输出电磁转矩下降明显，不利于提高电机的功率密度。转子或定子磁障降低了电机的刚度，震动噪声问题更加突出。多相绕组和定子谐波电流注入能够在一定程度上降低转矩波动，但电机的损耗和温升增加较多，效率下降明显。
实用新型内容
本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，包括定子芯体、转子芯体，定子芯体设于转子芯体的径向外侧且两者之间设有径向间隙，定子芯体的内侧设有沿圆周方向分布的绕线齿，相邻两个绕线齿之间形成半闭口的齿槽，绕线齿上连续缠绕有金属线圈形成全齿绕式的绕组，转子芯体上设有沿圆周方向分布的安装孔，安装孔内嵌入有永磁体，转子芯体上还设有沿圆周方向分布的导电棒，导电棒为导电材料且其两端分别与转子芯体的两端电性导通，导电棒的中段设有与转子芯体之间形成电绝缘连接的绝缘层。
优选的，转子芯体上设有沿圆周方向分布的并将其轴向贯穿的长孔，导电棒嵌入长孔内并与转子芯体固定连接，导电棒的中段通过绝缘层与长孔内壁接触实现电性阻断，导电棒的两端分别与转子芯体的两端接触并电性导通。
优选的，绝缘层由导电棒表面氧化形成。
优选的，转子芯体上相邻的两个安装孔呈V型设置并形成一组磁性单元，同一磁性单元中的两个永磁体极性相对。
优选的，转子芯体的外缘由多段连续的正弦曲面组成使之与定子芯体的内侧之间形成厚度随圆周角度正弦变化的不等气隙。
与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果为：本实用新型通过在转子芯体上设置导电棒结构，并在导电棒的中段形成绝缘层，在电动机正常运行时，转子芯体的两端和导电棒组成电流回路，在电流回路中形成的涡流阻尼效应抵消了电枢磁势谐波产生的转矩波动，大幅降低转矩波动，改善驱动电机的振动噪声水平，解决了目前电动机转矩脉动大的问题；并且避免注入定子谐波电流，电机损耗和温升更低，电机效率更高。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的另一结构示意图。
图3为本实用新型中电流回路的结构示意图。
图4为本实用新型中定子芯体的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～4，一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，包括定子芯体1、转子芯体2，定子芯体1设于转子芯体2的径向外侧且两者之间设有径向间隙3，定子芯体1的内侧设有沿圆周方向分布的绕线齿11，相邻两个绕线齿11之间形成半闭口的齿槽12，绕线齿11上连续缠绕有金属线圈形成全齿绕式的绕组4，转子芯体2上设有沿圆周方向分布的安装孔21，安装孔21内嵌入有永磁体5，转子芯体2上还设有沿圆周方向分布的导电棒6，导电棒6为导电材料且其两端分别与转子芯体2的两端电性导通，导电棒6的中段设有与转子芯体2之间形成电绝缘连接的绝缘层61。本实用新型通过在转子芯体2上设置导电棒6结构，并在导电棒6的中段形成绝缘层61，在电动机正常运行时，转子芯体2的两端和导电棒6组成电流回路，在电流回路中形成的涡流阻尼效应抵消了电枢磁势谐波产生的转矩波动，大幅降低转矩波动，改善驱动电机的振动噪声水平，解决了目前电动机转矩脉动大的问题；并且避免注入定子谐波电流，电机损耗和温升更低，电机效率更高。
优选的，转子芯体2上设有沿圆周方向分布的并将其轴向贯穿的长孔22，导电棒6嵌入长孔22内并与转子芯体2固定连接，导电棒6的中段通过绝缘层61与长孔22内壁接触实现电性阻断，导电棒6的两端分别与转子芯体2的两端接触并电性导通。更优的，导电棒6与长孔22过盈配合切导电棒6的两端分别与转子芯体2焊接固定形成如图3所示的电流回路7，结构简单，稳定性高。
优选的，绝缘层61由导电棒6表面氧化形成。导电棒6的表面氧化形成一氧化膜作为绝缘层61，对其尺寸不会产生较大影响，避免影响装配。而可选的，绝缘层61还可采用电镀、覆膜等方式形成。
优选的，转子芯体2上相邻的两个安装孔21呈V型设置并形成一组磁性单元23，同一磁性单元23中的两个永磁体5极性相对。相比于单一磁极的永磁体5设置方式，将两个永磁体5斜向呈V型设置成一组磁性单元23，将两个永磁体5的磁场叠加提升磁场强度，使转子芯体2具有更强的输出扭力。
优选的，转子芯体2的外缘由多段连续的正弦曲面组成使之与定子芯体1的内侧之间形成厚度随圆周角度正弦变化的不等气隙。更优的，为了优化反电势波形，降低转矩波动，转子芯体2的外缘由正弦函数和一定次数的谐波合成曲面构成，谐波频谱根据转子芯体2的齿槽12转矩的周期确定，显著降低了齿槽12转矩引起的转矩波动，同时优化了反电势波形。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
Claims (5)
1.一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，包括定子芯体、转子芯体，其特征在于，定子芯体设于转子芯体的径向外侧且两者之间设有径向间隙，定子芯体的内侧设有沿圆周方向分布的绕线齿，相邻两个绕线齿之间形成半闭口的齿槽，绕线齿上连续缠绕有金属线圈形成全齿绕式的绕组，转子芯体上设有沿圆周方向分布的安装孔，安装孔内嵌入有永磁体，转子芯体上还设有沿圆周方向分布的导电棒，导电棒为导电材料且其两端分别与转子芯体的两端电性导通，导电棒的中段设有与转子芯体之间形成电绝缘连接的绝缘层。
2.根据权利要求1所述一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，其特征在于，转子芯体上设有沿圆周方向分布的并将其轴向贯穿的长孔，导电棒嵌入长孔内并与转子芯体固定连接，导电棒的中段通过绝缘层与长孔内壁接触实现电性阻断，导电棒的两端分别与转子芯体的两端接触并电性导通。
3.根据权利要求1或2所述一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，其特征在于，绝缘层由导电棒表面氧化形成。
4.根据权利要求1所述一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，其特征在于，转子芯体上相邻的两个安装孔呈V型设置并形成一组磁性单元，同一磁性单元中的两个永磁体极性相对。
5.根据权利要求1所述一种低转矩波动齿绕式电动机芯体结构，其特征在于，转子芯体的外缘由多段连续的正弦曲面组成使之与定子芯体的内侧之间形成厚度随圆周角度正弦变化的不等气隙。
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