CN220022447U - 电枢转子及永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及永磁调速器和电机技术领域，提供了一种电枢转子，包括电枢铁心、绕组；电枢铁心的周向间隔设有多个齿，齿沿电枢铁心的轴向延伸，相邻齿之间形成绕组槽；绕组包括绕设在至少一个齿上并位于相应绕组槽内的n个绕组线圈；绕组线圈包含m层线圈；第1个绕组线圈的每层线圈的头部并联连接，第n个绕组线圈的每层线圈的尾部并联连接；其中，绕组线圈的第1至第(m‑1)层线圈的尾部依次与相邻绕组线圈的第2至第m层线圈的头部连接，绕组线圈的第m层线圈的尾部均与相邻绕组线圈的第1层线圈的头部连接。电枢转子中的线圈通过分层接线，使线圈轮流处于绕组槽内的不同位置，降低各线圈的电感、电阻以及感应电动势等的差值，能有效控制环流。

Description

电枢转子及永磁调速器

技术领域

本实用新型涉及永磁调速器和电机技术领域，具体涉及一种电枢转子以及永磁调速器。

背景技术

电机和绕组永磁调速器应用于钢铁、发电、矿山等传动领域时，需要有较高的功率密度。目前，电枢转子中线圈沿绕组槽上各部分反电势、电感、电阻差异较大，因此易在线圈内形成环流，使电流在线圈截面上分布不均匀，导致电机和绕组永磁调速器中产生额外的损耗，从而使电机和绕组永磁调速器效率降低。此外环流会在电机和绕组永磁调速器中产生额外的热量，导致永磁体温度升高，进而影响电机和绕组永磁调速器的安全运行。

发明内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电枢转子中易产生环流的缺陷，从而提供一种电枢转子，能够使线圈中的感应电动势、电感、电阻等参数趋于相近，减少线圈内的环流，保证电机和绕组永磁调速器的安全运行。

本实用新型提供一种电枢转子，包括：

电枢铁心，所述电枢铁心的周向间隔设有多个齿，所述齿沿所述电枢铁心的轴向延伸，相邻所述齿之间形成绕组槽；

绕组，包括绕设在至少一个所述齿上并位于相应所述绕组槽内的n个绕组线圈，n取大于等于2的正整数；所述绕组线圈包含m层线圈，m取大于等于2的正整数；第1个所述绕组线圈的每层线圈的头部并联连接，第n个所述绕组线圈的每层线圈的尾部并联连接；

其中，所述绕组线圈的第1至第(m-1)层线圈的尾部依次与相邻所述绕组线圈的第2至第m层线圈的头部连接，所述绕组线圈的第m层线圈的尾部均与相邻所述绕组线圈的第1层线圈的头部连接。

根据本实用新型的一个实施例，第n个所述绕组线圈的每层线圈的尾部均只有一个接线端，第n个所述绕组线圈的每层线圈的尾部接线端并联连接；第一个所述绕组线圈的每层线圈的头部均只有一个接线端，第1个所述绕组线圈的每层线圈的头部接线端并联连接。

根据本实用新型的一个实施例，多个所述齿分成至少两组齿组，所述绕组线圈的个数与所述齿组一一对应，每个所述齿组上绕设有一个所述绕组线圈。

根据本实用新型的一个实施例，n个所述绕组线圈中，n的范围取2至10，所述绕组线圈的m层线圈中，m的范围取2至10。

根据本实用新型的一个实施例，所述电枢转子包括三相绕组，分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述第一相绕组、所述第二相绕组和所述第三相绕组的结构均与所述绕组的结构相同。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一相绕组、所述第二相绕组和所述第三相绕组之间采用星形连接或者角形连接。

本实用新型的实施例还提供一种永磁调速器，包括：

上述电枢转子和与电枢转子相对应并可相对转动的永磁转子。

根据本实用新型的一个实施例，所述永磁转子为外转子，所述电枢转子为内转子。

根据本实用新型的一个实施例，所述永磁转子为内转子，所述电枢转子为外转子。

根据本实用新型的一个实施例，所述电枢转子为拓扑结构。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案，至少具有如下优点：

本实用新型实施例提供的电枢转子，包括电枢铁心和绕组，电枢铁心的周向间隔设有多个齿，相邻齿之间形成绕组槽；绕组包括绕设在至少一个齿上并位于相应绕组槽内的n个绕组线圈，每个绕组线圈包含有m层线圈。通过采用分层接线的方式，即使绕组线圈的第1至第(m-1)层线圈的尾部依次与相邻绕组线圈的第2至第m层线圈的头部连接，绕组线圈的第m层线圈的尾部均与相邻绕组线圈的第1层线圈的头部连接，通过上述接线方式，能够降低不同层线圈之间感应电动势、电感、电阻等参数的差异，有效地控制环流，提高了线圈的性能和可靠性。此外，通过分层接线使得线圈布线清晰明了，方便维护和升级，也有利于故障排除。

本实用新型实施例提供的永磁调速器，包括永磁转子和上述电枢转子，电枢转子中绕组线圈采用分层接线，能够降低不同层线圈之间感应电动势、电感、电阻等参数的差异，有效地控制环流，提高了永磁调速器的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的电枢转子的剖面图；

图2为图1中电枢转子的绕组线圈的展开示意图；

图3为本实用新型提供的3个绕组线圈中4层线圈的分层接线示意图；

图4为本实用新型提供的4个绕组线圈中4层线圈的分层接线示意图；

图5为本实用新型提供的5个绕组线圈中4层线圈的分层接线示意图。

附图标记：

1、电枢转子；101、电枢铁心；102、齿；103、绕组槽；104、绕组；1041、绕组线圈；10411、线圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种电枢转子1，主要包括电枢铁心101和绕组104。

具体地，电枢铁心101的周向间隔设有多个齿102，齿102沿电枢铁心101的轴向延伸，相邻齿102之间形成绕组槽103，进一步地，绕组槽103的深度相对较浅，可以减小磁通漏磁，降低处于绕组槽103内的下述绕组线圈1041中的电阻和感应电动势，减少电机的损耗，提高电机的效率和功率密度。此外，绕组槽103的深度相对较浅可以增加绕组104的表面积，从而提高绕组104的散热效果，降低电机温度，延长电机寿命。

具体地，绕组104包括绕设在至少一个齿102上并位于相应绕组槽103内的n个绕组线圈1041，n取大于等于2的正整数；绕组线圈1041包含m层线圈10411，m取大于等于2的正整数，当然，n和m可以相等，也可以不相等。通过将绕组线圈1041进行分层，能够减小线圈10411的磁通漏磁和电阻，可以提高电机的效率。此外绕组线圈1041进行分层可以方便后期的维修，当线圈10411某一层出现故障时，只需要更换该层线圈10411即可，不会影响其他层线圈10411。

进一步地，第1个绕组线圈1041的每层线圈10411的头部并联连接，第n个绕组线圈1041的每层线圈10411的尾部并联连接。其中，绕组线圈1041的第1至第(m-1)层线圈10411的尾部依次与相邻绕组线圈1041的第2至第m层线圈10411的头部连接，绕组线圈1041的第m层线圈10411的尾部均与相邻绕组线圈1041的第1层线圈10411的头部连接。

具体地，上述的接线方法具体为：将第1个绕组线圈1041的m层线圈10411的头部进行并联连接，将最后一个绕组线圈1041的m层线圈10411的尾部进行并联连接，第1个绕组线圈1041的第1层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第2层线圈10411的头部相连接，第1个绕组线圈1041的第2层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第3层线圈10411的头部相连接，第1个绕组线圈1041的第3层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第4层线圈10411的头部相连接，以此类推循环接线。需要说明的是，第1个绕组线圈1041的第m层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第1层线圈10411的头部相连接，从而完成一次接线流程。其中，所说的“第1个”是选取其中的一个绕组线圈1041作为参照基准，按照顺时针或逆时针的方向，与第1个绕组线圈1041相邻的绕组线圈1041为第2个绕组线圈1041，与第2个绕组线圈1041相邻的绕组线圈1041为第3个绕组线圈1041。其余相邻绕组线圈1041间的接线方式均采用上述第1绕组线圈1041和第2绕组线圈1041间接线的形式进行接线。可以理解的是，绕组线圈1041间采用上述接线方式，使线圈10411依次处于绕组槽103内的不同位置，可以进一步降低各层线圈之间的参数差异，有效地控制环流，提高了电机和绕组永磁调速器的工作效率和工作稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，第n个绕组线圈1041的每层线圈10411的尾部均只有一个接线端，第n个绕组线圈1041的每层线圈10411的尾部接线端并联连接；第1个绕组线圈1041的每层线圈10411的头部均只有一个接线端，第1个绕组线圈1041的每层线圈10411的头部接线端并联连接。

根据本实用新型的一个实施例，多个齿102分成至少两组齿组，绕组线圈1041的个数与齿组一一对应，每个齿组上绕设有一个绕组线圈1041。可以理解的，齿组的数量和齿组中含有的齿102数量可以为2个、3个、4个、5个，在此不做具体限定。将绕组线圈1041绕设于上述齿组上，绕组线圈1041可以分布比较均匀，能够减小线圈10411的漏磁现象，提高电机的效率。此外将绕组线圈1041进行分组设置，有利于后期的维修维护，当线圈10411某一部分出现故障时，只需要更换该部分线圈10411即可，不会影响其他部分。

根据本实用新型的一个实施例，n个绕组线圈1041中，n的范围取2至10，绕组线圈1041的m层线圈10411中，m的范围取2至10。

在一个具体实施例中，如图3所示，当n取3，m取4时，即电枢转子1中有3个绕组线圈1041，每个绕组线圈1041中有4层线圈10411。具体地，绕组线圈1041的接线方式如下：第1个绕组线圈1041的4层线圈10411的头部进行并联连接，第3个绕组线圈1041的4层的尾部进行并联连接；第1个绕组线圈1041的第1层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第2层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第2层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第3层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第3层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第4层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第4层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第1层线圈10411的头部相互连接。进一步地，第2个绕组线圈1041与第3个绕组线圈1041间的接线方式同样采用上述第1个绕组线圈1041与第2个绕组线圈1041间的接线方式，最终完成3个绕组线圈1041间的接线。

在另一个具体实施例中，可以理解的，如图4所示，当n取4，m取4时，即电枢转子1中有4个绕组线圈1041，每个绕组线圈1041中有4层线圈10411。具体地，绕组线圈1041的接线方式如下：第1个绕组线圈1041的4层线圈10411的头部进行并联连接，第4个绕组线圈1041的4层的尾部进行并联连接；第1个绕组线圈1041的第1层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第2层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第2层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第3层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第3层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第4层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第4层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第1层线圈10411的头部相互连接。进一步地，第2个绕组线圈1041与第3个绕组线圈1041间、第3个绕组线圈1041与第4个绕组线圈1041间的接线方式同样采用上述第1个绕组线圈1041与第2个绕组线圈1041间的接线方式，最终完成4个绕组线圈1041间的接线。

在又一个具体实施例中，可以理解的，如图5所示，当n取5，m取4时，即电枢转子1中有5个绕组线圈1041，每个绕组线圈1041中有4层线圈10411。具体地，绕组线圈1041的接线方式如下：第1个绕组线圈1041的4层线圈10411的头部进行并联连接，第5个绕组线圈1041的4层的尾部进行并联连接；第1个绕组线圈1041的第1层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第2层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第2层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第3层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第3层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第4层线圈10411的头部相互连接，第1个绕组线圈1041的第4层线圈10411的尾部与第2个绕组线圈1041的第1层线圈10411的头部相互连接。进一步地，第2个绕组线圈1041与第3个绕组线圈1041间、第3个绕组线圈1041与第4个绕组线圈1041间、第4个绕组线圈1041与第5个绕组线圈1041间的接线方式同样采用上述第1个绕组线圈1041与第2个绕组线圈1041间的接线方式，最终完成5个绕组线圈1041间的接线。

根据本实用新型的一个实施例，电枢转子1包括三相绕组104，分别为第一相绕组104、第二相绕组104和第三相绕组104，第一相绕组104、第二相绕组104和第三相绕组104的结构均与绕组104的结构相同。可以理解的，采用相同结构的三相绕组104可以简化制造工艺，降低制造成本，并且采用相同的结构可以减小线圈10411的电阻和电感差异，提高电机的效率。最后采用相同结构的三相绕组104可以方便后期的维修和更换。

根据本实用新型的一个实施例，第一相绕组104、第二相绕组104和第三相绕组104之间采用星形连接或者角形连接。可以理解的，第一相绕组104、第二相绕组104和第三相绕组104之间采用星形连接，可以降低每个绕组104的电压，从而降低电机的绝缘要求和成本。优选的，第一相绕组104、第二相绕组104和第三相绕组104之间采用角形连接，可以提高电机的效率，更好地利用电能。

根据本实用新型的实施例还提供一种永磁调速器，包括：上述电枢转子1和与电枢转子1相对应并可相对转动的永磁转子。可以理解的，本永磁调速器中的电枢转子1采用分层接线，能够使线圈10411轮流处于绕组槽103内的不同位置，减小线圈10411的电阻和感应电势，有效的控制环流，降低了温度，避免永磁体因温度升高而退磁的情况，保证永磁调速器的安全运行。

根据本实用新型的一个实施例，永磁转子为外转子，电枢转子1为内转子。可以理解的，通过将永磁转子设置为外转子，可以更好地对永磁转子进行散热，从而提高永磁调速器的稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，永磁转子为内转子，电枢转子1为外转子。可以理解的，通过将永磁转子设置为内转子，可以更好地保护永磁体，避免受到外部的损伤和干扰。

根据本实用新型的一个实施例，电枢转子1为拓扑结构。可以理解的，电枢转子1采用拓扑结构，可以优化磁通分布，可以减小齿102的长度，提供功率密度，进而提高永磁调速器的工作效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电枢转子(1)，其特征在于，包括：

电枢铁心(101)，所述电枢铁心(101)的周向间隔设有多个齿(102)，所述齿(102)沿所述电枢铁心(101)的轴向延伸，相邻所述齿(102)之间形成绕组槽(103)；

绕组(104)，包括绕设在至少一个所述齿(102)上并位于相应所述绕组槽(103)内的n个绕组线圈(1041)，n取大于等于2的正整数；所述绕组线圈(1041)包含m层线圈(10411)，m取大于等于2的正整数；第1个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的头部并联连接，第n个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的尾部并联连接；

其中，所述绕组线圈(1041)的第1至第(m-1)层线圈(10411)的尾部依次与相邻所述绕组线圈(1041)的第2至第m层线圈(10411)的头部连接，所述绕组线圈(1041)的第m层线圈(10411)的尾部均与相邻所述绕组线圈(1041)的第1层线圈(10411)的头部连接。

2.根据权利要求1所述的电枢转子(1)，其特征在于，第n个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的尾部均只有一个接线端，第n个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的尾部接线端并联连接；第1个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的头部均只有一个接线端，第1个所述绕组线圈(1041)的每层线圈(10411)的头部接线端并联连接。

3.根据权利要求1所述的电枢转子(1)，其特征在于，多个所述齿(102)分成至少两组齿组，所述绕组线圈(1041)的个数与所述齿组一一对应，每个所述齿组上绕设有一个所述绕组线圈(1041)。

4.根据权利要求1所述的电枢转子(1)，其特征在于，n个所述绕组线圈(1041)中，n的范围取2至10，所述绕组线圈(1041)的m层线圈(10411)中，m的范围取2至10。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电枢转子(1)，其特征在于，所述电枢转子(1)包括三相绕组(104)，分别为第一相绕组(104)、第二相绕组(104)和第三相绕组(104)，所述第一相绕组(104)、所述第二相绕组(104)和所述第三相绕组(104)的结构均与所述绕组(104)的结构相同。

6.根据权利要求5所述的电枢转子(1)，其特征在于，所述第一相绕组(104)、所述第二相绕组(104)和所述第三相绕组(104)之间采用星形连接或者角形连接。

7.一种永磁调速器，其特征在于，包括：

权利要求1至6中任一项所述的电枢转子(1)；

永磁转子，与所述电枢转子(1)相对应并可相对转动。

8.根据权利要求7所述的永磁调速器，其特征在于，所述永磁转子为外转子，所述电枢转子(1)为内转子。

9.根据权利要求7所述的永磁调速器，其特征在于，所述永磁转子为内转子，所述电枢转子(1)为外转子。

10.根据权利要求9所述的永磁调速器，其特征在于，所述电枢转子(1)为拓扑结构。