CN220307013U - 一种模块化定子永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电机领域，更具体地，涉及一种模块化定子永磁同步电机。本实用新型的每个定子铁芯结构相同，每个定子铁芯环绕结构相同的电枢绕组，定子齿靠近凸极式转子的表面贴永磁体，每个定子齿两侧表面分别嵌绕电枢绕组，电枢绕组采用三相绕组结构；电枢绕组的形状为条状，凸极式转子包括转子轭和转子齿，转子轭沿圆周方向均匀分布若干个转子齿。本实用新型具有转矩脉动低、加工简单的优点，可以被广泛运用于伺服电机、电动汽车等领域。
Description
技术领域
本实用新型属于电机领域，更具体地，涉及一种模块化定子永磁同步电机。
背景技术
近年来，随着稀土永磁材料和电力电子技术的迅猛发展，永磁电机越来越受到广泛的关注。定子永磁电机，突破了传统意义上转子永磁型同步电机在拓扑结构、散热能力、调速能力等方面的技术问题，成为了伺服电机领域新的宠儿。有别于一般的永磁电机，定子永磁型同步电机将永磁体直接安装在定子侧，大大减少了加工难度，增加了机械强度，且永磁体直接与定子铁心接触，热量能够有效的传导出，增加了热冗余度。然而，定子永磁型同步电机也存在诸多缺点，定子永磁同步电机的齿槽转矩大，限制了电机的控制精度与响应速度的进一步提升。
中国发明专利《大电感永磁同步电机的定子结构及大电感永磁同步电机》(申请号201811056008.4)公开了大电感永磁同步电机的定子结构，包括定子铁芯、第一导线、第二导线和第三导线；定子铁芯开设有包括第一内线槽和第一外线槽的第一线槽单元、包括第一内线槽和第一外线槽的第二线槽单元和包括第三内线槽和第三外线槽的第三线槽单元；第一导线穿过第一内线槽和第一外线槽缠绕在定子铁芯上形成第一相线圈绕组；第二导线穿过第二内线槽和第二外线槽缠绕在定子铁芯上形成第二相线圈绕组；第三导线穿过第三内线槽和第三外线槽缠绕在定子铁芯上形成第三相线圈绕组；本发明能增大该大电感永磁同步电机的整体电感而抑制谐波电流的产生，确保其控制的精确度和有效降低永磁同步电机转子的温升。本发明还公开了大电感永磁同步电机。但是该专利齿槽转矩较大。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种模块化定子永磁同步电机。通过采用模块化定子结构，使各模块的转矩脉动相互抵消，实现降低定子永磁同步电机转矩脉动的目的。本实用新型提出的模块化定子永磁型同步电机新型结构，具有转矩脉动低、加工简单的优点，可以被广泛运用于伺服电机、电动汽车等领域。
本实用新型的技术方案是：一种模块化定子永磁同步电机，包括多个定子铁芯、凸极式转子、永磁体、以及电枢绕组，定子铁芯包括定子齿与定子轭；定子轭前部设置定子齿，永磁体为圆弧状；其特征在于：每个定子铁芯结构相同，每个定子铁芯环绕结构相同的电枢绕组，定子齿靠近凸极式转子的表面贴永磁体，每个定子齿两侧表面分别嵌绕电枢绕组，电枢绕组采用三相绕组结构；电枢绕组的形状为条状，凸极式转子包括转子轭和转子齿，转子轭沿圆周方向均匀分布若干个转子齿。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：定子铁芯为6个。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：转子齿为16个。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：每个定子铁芯为硅钢片叠成或SMC软磁材料。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：凸极式转子为硅钢片叠压或者SMC复合软磁材料。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于永磁体采用径向充磁的方法。
根据如上所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：电枢绕组为采用钕铁硼材料。
本实用新型的有益效果是：采用了磁通反向永磁电机和开关磁链永磁电机相互叠加的原理，提高电机的电磁性能，增加了电机的转矩密度。
附图说明
图1为本实用新型所提供的电机的二维电磁结构图。
附图标记说明：定子铁芯1、定子齿11、定子轭12、凸极式转子2、转子轭21、转子齿22、永磁体3、电枢绕组4。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种模块化定子永磁同步电机，其二维电磁结构图如图1所示，包括多个定子铁芯1、凸极式转子2、永磁体3、以及电枢绕组4，图1中包括6个定子铁芯1。每个定子铁芯1结构相同，且都环绕结构相同的电枢绕组4，即实现了定子铁芯1的模块化。每个定子铁芯1可以由相应的硅钢片叠成或者由SMC软磁材料压制得到，用于与转子配合形成低磁阻的磁力线回路，达到较好的定子结构形状设计。定子铁芯1包括定子齿11与定子轭12；定子轭12前部设置定子齿11。永磁体3为圆弧状，定子齿11靠近凸极式转子2的表面贴永磁体3，每个定子齿11两侧表面分别嵌绕电枢绕组4，电枢绕组4采用三相绕组结构。电枢绕组4的形状为条状，电枢绕组4可以采用钕铁硼材料制成。
本实用新型的永磁体3采用径向充磁的方法；本实用新型的永磁体3可以替换为海尔贝克永磁阵列或交替极等结构。
如图1所示，本实用新型的凸极式转子2可以由硅钢片叠压或者SMC复合软磁材料制成，采用凸极式结构为形成交变式转子磁场提供载体。采用凸极性结构，凸极式转子2包括转子轭21和转子齿22，转子轭21沿圆周方向均匀分布若干个转子齿22，图1中转子齿22为16个。凸极式转子2形状较为规整，便于进行机械加工。凸极性的开槽结构，使得转子具有相应的交变磁场，从而实现转子与定子机电能量交换。
本实用新型的永磁体3由永磁材料构成，充当磁动势源，可稳定持续产生磁场，在电机中形成励磁磁场。电枢绕组4绕置于定子铁芯1上，当通入电流时，可在电机产生磁场、形成磁通，并与磁钢产生的磁场相互作用、产生转矩，改变电流极性和幅值可改变输出转矩的方向和大小。
本实用新型提供了一种初级永磁型同步电机，通过采用模块化定子结构，使各模块的转矩脉动相互抵消，实现降低定子永磁同步电机转矩脉动的目的。本实用新型提出的模块化定子永磁型同步电机新型结构，具有转矩脉动低、加工简单的优点，可以被广泛运用于伺服电机、电动汽车等领域。
本实用新型着眼于解决初级永磁型同步电机齿槽转矩大的缺点，采用模块化定子与分数极的槽极配合结合的设计，降低电机的齿槽转矩与转矩脉动；此外，模块化的定子结构也有利于节约硅钢片材料。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种模块化定子永磁同步电机，包括多个定子铁芯、凸极式转子、永磁体以及电枢绕组，定子铁芯包括定子齿与定子轭；定子轭前部设置定子齿，永磁体为圆弧状；其特征在于：每个定子铁芯结构相同，每个定子铁芯环绕结构相同的电枢绕组，定子齿靠近凸极式转子的表面贴永磁体，每个定子齿两侧表面分别嵌绕电枢绕组，电枢绕组采用三相绕组结构；电枢绕组的形状为条状，凸极式转子包括转子轭和转子齿，转子轭沿圆周方向均匀分布若干个转子齿。
2.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：定子铁芯为6个。
3.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：转子齿为16个。
4.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：每个定子铁芯为硅钢片叠成或SMC软磁材料。
5.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：凸极式转子为硅钢片叠压或者SMC复合软磁材料。
6.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于永磁体采用径向充磁的方法。
7.根据权利要求1所述的一种模块化定子永磁同步电机，其特征在于：电枢绕组为采用钕铁硼材料。
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