CN101465587A

CN101465587A - 内埋式闭口槽永磁同步电动机

Info

Publication number: CN101465587A
Application number: CNA200910028477XA
Authority: CN
Inventors: 吴蔚; 张健
Original assignee: NANJING ESTUN AUTOMATIC CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING ESTUN AUTOMATIC CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-06-24

Abstract

一种内埋式闭口槽永磁同步电动机，包括定子和转子，转子在定子内，和定子同轴；所述转子上沿转子的周向均匀设有多个永磁体，转子的轴线上设有转子轴；所述定子上设有定子绕组，定子是分离定子的结构。所述构成定子的各个齿之间的槽口是闭合的。如果将槽口闭合，使定子圆周方向的磁阻一致，则从根本上消除了齿槽转矩产生的原因，理论上齿槽转矩将为零。

Description

内埋式闭口槽永磁同步电动机

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机领域，尤其是定子集中绕组结构的，内埋式永磁体结构的内埋式闭口槽永磁同步电动机。

背景技术

目前，现有技术中，一般小尺寸的永磁同步电动机，由定子、转子两部分组成。定子一般采用集中绕组结构，转子永磁体采用表面贴装或者内嵌式结构。定子的结构，不论是整体冲片还是分割定子的形式，均采用开口槽结构，其槽口b0的尺寸一般取0.5～2.5mm。

槽口的存在使电动机的定子漏感减小，反电势提高，从而提高输出转矩。但是槽口的存在也是电动机齿槽转矩产生的原因所在，槽口越大，使定子的齿槽分别以及齿和槽对气隙磁场的磁阻大小分别更加明显，加大了齿槽转矩。一般情况下，齿槽转矩的大小与槽口大小成正比。由于分布绕组或者整体冲片的集中绕组式电动机需要嵌线或者勾线，决定了定子槽必须开适当大小的槽口。对于分布绕组，可以采取斜槽的方式来减小齿槽带来的影响。但是，对于分离定子的结构，由于定子每个齿分别叠装，无法采取斜槽的措施。至今为止的集中绕组永磁电动机，都或多或少存在因槽口引起的齿槽转矩问题。

目前大多数永磁同步电动机都采用磁钢表面贴装式结构。这种结构在高速时有磁钢脱落的危险，因此必须对磁钢进行绑扎或用不锈钢套固定，从而使气隙无法缩小。同时也存在工艺复杂，可靠性差等问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种在现有的集中绕组的情况下，使齿槽转矩减小的永磁同步电动机，并采用磁钢内埋式结构，简化了工艺流程，提高了整体可靠性，具体技术方案如下：

一种内埋式闭口槽永磁同步电动机，包括定子和转子，转子在定子内，和定子同轴；所述在转子上沿转子的周向均匀设有多个永磁体，转子的轴线上设有转子轴；所述定子上设有定子绕组，定子是分离定子的结构，其特征是所述构成定子的各个齿之间的槽口是闭合的。永磁体的数量为偶数。

所述转子的转子铁心的周向均匀设有多个用于安放永磁体的通孔。所述永磁体安装在通孔内，与通孔内壁紧密贴合。

所述永磁体的横截面的上边缘线是圆弧形状。以使永磁体能够产生正弦波磁通。

转子铁心是分段式结构，即在转子铁心沿轴向分为多段；各段转子铁心的截面形状相同，轴心相同；设电动机的极对数为p，各段转子铁心周向错位的角度是0度～(40/p)度，这样可以减小齿槽转矩。转子铁心沿轴向一般分为2～10段。

转子通过转子铁心和转子轴上对应的键槽以及定位键，与转子轴连接。

转子铁心由多个转子铁心冲片叠压而成；转子铁心冲片上开有多个小孔，小孔与永磁体的数量相同；小孔沿转子铁心的周向，均匀设在对应永磁体的内侧。小孔的作用是减小转子的转动惯量。

电动机的齿槽转矩来源于定子齿槽的存在。由于定子的硅钢片是导磁材料，与槽口处的空气相比，其相对磁导率高于空气一千至数千倍，造成由转子到定子的磁路上磁阻分布的不均匀，由此产生了磁阻转矩。随着转子的旋转，磁阻转矩将呈现上下脉动的形式，形成了齿槽转矩。

如果将槽口闭合，使定子圆周方向的磁阻一致，则从根本上消除了齿槽转矩产生的原因，理论上齿槽转矩将为零。

内埋式的永磁体解决了现有技术中，有磁钢脱落的危险，从而使气隙无法缩小，同时也存在工艺复杂，可靠性差等问题。

电动机的齿槽转矩和电动机定子的槽数与转子极数相关，在电动机定子圆周方向上，齿槽转矩的周期数是定子槽数与转子极数的最小公倍数，即齿槽转矩的重复角度为α＝360/LCM(Z1，2p)度，式中LCM即为定子槽数Z1和转子极数2p的最小公倍数。因此只要把转子铁心分成两段，并且沿轴线旋转α/2度，理论上即可使两段齿槽转矩相位反相，互相抵消。如果分成N段，各段之间错位的角度为α/N。

为此，将各段转子铁心冲片的键槽设置为偏离磁极中心线α/N度，安装时以键定位，即可保证各段之间错位的角度为α/N。例如，当转子分段数为2时，将各段转子铁心冲片的键槽设置为偏离磁极中心线α/4度，安装第二段转子时只需将第一段定子沿磁极中心线翻转180度即可实现两段之间错位的角度为α/2。当转子分段数为偶数时，可依次类推。

附图说明

图1是定子槽口结构示意图

图2是定子径向截面示意图

图3-a是永磁体的轴向截面示意图

图3-b是永磁体的周向截面(即横截面)示意图

图4是转子轴结构示意图

图5是定子轴向结构示意图

图6是定子径向截面示意图

1：槽口；2：定子齿冲片；3：转子铁心冲片；4：永磁体；5：小孔；6：转子铁心上的键槽；7：轴上的键槽；8：转子永磁体I；9：转子永磁体II；10：转子轴。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。

一种内埋式闭口槽永磁同步电动机，包括定子和转子，转子在定子内，和定子同轴；所述在转子上沿转子的周向均匀设有多个永磁体，转子的轴线上设有转子轴；所述定子上设有定子绕组，定子是分离定子的结构，其特征是所述构成定子的各个齿之间的槽口是闭合的。

在转子的转子铁心周向均匀设有8个用于安放永磁体的通孔。所述永磁体与通孔内壁紧密贴合。

所述永磁体的横截面的上边缘线是圆弧形状。

转子铁心是分段式结构，即在转子铁心沿轴向分为2段；2段转子铁心的截面形状相同，轴心相同；各段转子铁心周向错位的角度是7.5度。转子通过转子铁心和转子轴上对应的键槽以及定位键，与转子轴连接。转子铁心沿轴向也分为2～10段，由于原理相同，在此就不一一举例说明了。

转子铁心由多个转子铁心冲片叠压而成；转子铁心冲片上开有8个小孔，小孔与永磁体的数量相同；小孔沿转子铁心的周向，均匀设在对应永磁体的内侧。

如图1，定子槽口1闭合，即b0＝0；

如图2，转子采用内埋式结构，永磁体4插在转子铁心冲片3中；

如图3—a、永磁体的轴向截面形状是矩形；如图3—b，永磁体的径向截面形状，其中上边缘线是圆弧；

如图2、4，电动机转子铁心冲片3和转子轴10中分别带有键槽6和7。

如图5，转子铁心采取分段式结构，本例中分两段8、9，且两段之间错位的角度依靠转子铁心的键槽来固定。

如图2，转子铁心冲片上开有小孔5，且小孔位于永磁体4的正下方。

永磁体的对数在实际工程的要求取值，所以在此，就不再一一举例说明了。

Claims

1、一种内埋式闭口槽永磁同步电动机，包括定子和转子，转子在定子内，和定子同轴；所述转子上沿转子的周向均匀设有多个永磁体，转子的轴线上设有转子轴；所述定子上设有定子绕组，定子是分离定子的结构，其特征是所述构成定子的各个齿之间的槽口是闭合的。

2、根据权利要求1所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是所述转子的转子铁心的周向均匀设有多个用于安放永磁体的通孔；所述永磁体安装在通孔内，与通孔内壁紧密贴合。

3、根据权利要求1或2所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是所述永磁体的横截面的上边缘线是圆弧形状。

4、根据权利要求1所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是转子铁心是分段式结构，即转子铁心沿轴向分为多段；各段转子铁心的截面形状相同，轴心相同；设电动机的极对数为p，各段转子铁心周向错位的角度是0度～(40/p)度。

5、根据权利要求1或4所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是所述转子通过转子铁心和转子轴上对应的键槽以及定位键与转子轴连接。

6、根据权利要求1所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是所述转子铁心由多个转子铁心冲片叠压而成；转子铁心冲片上开有多个小孔，小孔与永磁体的数量相同；小孔沿转子铁心的周向均匀设在对应永磁体的内侧。

7、根据权利要求1所述的内埋式闭口槽永磁同步电动机，其特征是转子铁心沿轴向分为2～10段。