CN101984540A

CN101984540A - 伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组

Info

Publication number: CN101984540A
Application number: CN 201010568512
Authority: CN
Inventors: 林政安
Original assignee: Tellhow Sci Tech Co Ltd
Current assignee: Tellhow Sci Tech Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN101984540B

Abstract

一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组，电机定子绕组由二种同心式绕组混合组成单双层绕组，这二种同心式绕组的线圈圈数都为3圈，但其节距和匝数都不相同。这样构成的同心式混合单双层绕组，与国外同类电机短距双层绕组相比，基波绕组系数提高2.08%，相带谐波减少45%，磁势正弦性更好，发热少、温升低，振动噪声小，转矩脉动小，槽层间绝缘减少28.59%，成本降低，效率提高，提高了电机运行品质，加工精度提高。

Description

伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组

技术领域

本发明涉及一种电动机绕组，尤其是一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组。

背景技术

在伺服主轴电机中，过去主要为异步鼠笼电动机，作为主轴电机时，在低速低频状态小，转矩小，发热严重，为克服这一重点缺陷，研发伺服永磁同步电动机是一个方向，但永磁电动机为减小齿槽效应，故多数设计成分数槽电机，分数槽绕组传统上设计为短距双层绕组，其相带磁势谐波中某些奇次谐波仍然较大，电机运行时转矩脉动较大，影响运行品质和工件加工精度，如何改进传统上的短距双层绕组，使其相带磁势谐波中所有的奇次谐波都有较大的削弱，研究新型的分数槽绕组，进一步提高伺服永磁同步电动机的运行品质，很有现实应用意义。

发明内容

本发明的目的就是针对分数槽传统短距双层绕组，只对相带磁势中某些奇次谐波有较大削弱，而不能同时对所有奇次谐波都有较大削弱的状况，提供一种伺服永磁同步电动机混合同心式单双层绕组，这种绕组对磁势中所有奇次谐波有较大削弱，提高相带磁势波形的正弦性。

本发明是这样来实现的，在一种定子42槽，8极，3相的永磁电动机中，使电机的定子三相绕组由二种同心式绕组混合组成单双层绕组，这二种同心式绕组的线圈圈数都为3圈，但其节距和匝数都不相同，第1种同心式绕组，由3个同心式线圈组成，其节距从大圈到小圈分别为8，6，4，每个线圈的匝数从大圈到小圈，为1，3，2；第2种同心式绕组，也由3个同心式线圈组成，其节距从大圈到小圈分别为7，5，3，每个线圈的匝数从大圈到小圈为2，4，2。第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成1联，每相绕组由2联串联组成，并联支路数a=1；

3相绕组构成三相互差120°电角度的对称绕组，3相绕组在定子槽中有12个槽为单层槽，30个槽为双层槽，每槽中的总匝数相等，槽满率均衡，这样构成的绕组，相带磁势谐波5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37次都得较大的削弱，这些谐波的总含量仅为1.24%，而按传统短距双层绕组，相带磁势谐波仍然含量较大，例如一种国外伺服永磁同步电动机，定子槽数也为42槽，极数也为8极，相数也为3相，按节距为4构成短距双层绕组，这种绕组只对5，11，13，23，29，31，37次谐波削弱较大，即使如此，这些谐波总含量就已达到1.44%，就已超过1.24%，而对7，17，25，35次谐波削弱小，至使5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37次谐波总含量达到2.76%，这种国外伺服永磁电动机工作时转矩脉动较大，影响了工件的加工精度。

本发明为一种混合同心式单双层绕组，相带谐波总含量为1.24%，比2.76%少得多，谐波含量减少45%，提高了相带磁势波正弦性。减小了转矩脉动，提高了工件的加工精度。

附图说明

图1为本发明的三相混合同心式单双层绕组布置图。

具体实施方式

如图1所示，电机定子槽数为42槽，极数为8极，3相电机的三相混合同心式单双层绕组，电机的定子绕组由2种同心式绕组混合组成。A相由AX绕组构成，有2种同心式绕组混合，第1种同心式绕组由3个同心线圈组成，节距从大圈到小圈为8，6，4；每个线圈的匝数，从大圈到小圈为1，3，2；第2种同心式也有3个同心式线圈组成，其节距从大圈到小圈为7，5，3；每个线圈的匝数从大圈到小圈为2，4，2；

第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成一联，每相绕组由2联串联组成，并联支路数a=1，具体的布置是：A相AX绕组由线圈6-14，7-13，8-12；17-24，18-23，19-22；27-35，28-34，29-33；38-3，39-2，40-1；12个线圈串联而成，线圈匝数从左到右为1，3，2；2，4，2；1，3，2；2，4，2；出线从1，6槽引出，分别标记为A,X。

B相由BY绕组，C相由CZ绕组构成，BY,CZ绕组线圈组成规律与AX完全一致，只是AX,BY,CZ互差120°电角度，构成三相对称绕组，42个槽中有12个槽为单层槽，30个槽为双层槽，每个槽中匝数相等，槽满率均衡，BY从第15，20槽引出，分别标记为B,Y,CZ从第8，12槽引出，分别标记为C,Z，并将X,Y,Z连接成公共点，不引出电机外，只A,B,C引出到出线盒，三相绕组构成星形接法。

这样构成的同心式混合单双层绕组的优点在于：

1、对所有奇次5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37次相带磁势谐波都有较大削弱，这些谐波的总含量仅1.24%，比国外同类电机谐波含量2.76%，减少45%，电机磁势正弦性好，发热减少，温升降低，振动、噪声减小，转矩脉动减小，提高了运行品质，加工精度提高；

2、基波绕组系数0.9105，比国外同类电机基波绕组系数0.8897提高2.08%，谐波减少45%，因此效率提高；

本发明单双层绕组，42个槽中2，4，9，11，16，18，23，25，30，32，37，39槽为单层槽，共计12个单层槽，占总槽数的28.57%，双层槽占30个，占总槽数的71.43%，比国外同类电机100%是双层槽节省槽层间绝缘材料28.57%，减低了电机成本，又由于同心式单双层绕组端部比国外电机双层绕组端部交叉少，端部更短，故绕组端部质量得到提高，这些优点，使本发明达到了发明的目的，有实际应用意义和推广意义。

Claims

1.一种伺服永磁同步电动机混合同心式双层绕组，电机定子槽数42槽，极数8极，相数3相，电机的定子绕组由二种同心式绕组混合组成，其特征是A相由AX绕组构成，有2种同心式绕组混合，第1种同心式绕组由3个同心线圈组成，节距从大圈到小圈为8，6，4；每个线圈的匝数，从大圈到小圈为1，3，2；第2种同心式也有3个同心式线圈组成，其节距从大圈到小圈为7，5，3，每个线圈的匝数从大圈到小圈为2，4，2；第1种同心式绕组和第2种同心式绕组混合组成一联，每相绕组由2联串联组成，并联支路数a=1，具体的布置是：A相AX绕组由线圈6-14，7-13，8-12；17-24，18-23，19-22；27-35，28-34，29-33；38-3，39-2，40-1；12个线圈串联而成，线圈匝数从左到右为1，3，2；2，4，2；1，3，2；2，4，2；出线从1，6槽引出，分别标记为A,X；B相由BY绕组，C相由CZ绕组构成，BY,CZ绕组线圈组成规律与AX完全一致，只是AX,BY,CZ互差120°电角度，构成三相对称绕组，42个槽中有12个槽为单层槽，30个槽为双层槽，每个槽中匝数相等，槽满率均衡，BY从第15，20槽引出，分别标记为B,Y,CZ从第8，12槽引出，分别标记为C,Z，并将X,Y,Z连接成公共点，不引出电机外，只A,B,C引出到出线盒，三相绕组构成星形接法。