CN106230212B - 一种单相多极高频铝绕组电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种应用于车辆机电复合传动中的单相多极高频铝绕组电机，其抛弃了传统电机定子中的漆包线绕组结构，采用单根导条作为单相绕组，缩小了电机端部，减少了铝材及铁芯材料的消耗，不仅大大减轻了电机的重量，提高了功率密度，还在一定程度上降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种应用于车辆机电复合传动中的单相多极高频铝绕组电机。
背景技术
对于电动汽车而言，由于整体空间有限车用电机需要具有较高的功率密度，受电动汽车内部空间的约束，车用电机大多设计为扁平状。然而，扁平电机的功率密度对端部长度非常敏感，端部长度的增加会大幅降低功率密度。传统电机绕组多采用三相绕组并由多匝线圈组成，造成轴向长度增加，嵌线工艺复杂，不仅需要的漆包线多，耗用铜材多，制造成本高，而且电机重量较重。此外，由于铜电阻率低，在高频情况下的集肤效应明显，损耗较大。而在电机故障方面，传统电机由于工作时线圈内温度过高，常会导致绝缘损坏造成。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种单相多极高频铝绕组电机，抛弃了传统电机定子中的漆包线绕组结构，缩小了电机端部，减少了铝材及铁芯材料的消耗，不仅大大减轻了电机的重量，提高了功率密度，还在一定程度上降低了制造成本。
所述的单相多极高频铝绕组电机具有以下结构，包括：定子槽、定子齿、定子轭、永磁体、转子轭以及导条；所述定子槽为直槽，所述导条嵌设在所述定子槽内，用于作为单相绕组；所述定子齿与所述定子槽交错排列设置在定子轭上；所述永磁体设置于所述转子轭上。
优选的，所述导条为单根导条，并且采用S型布置缠绕所述定子槽，并且优选铝作为材料。
优选的，所述定子槽、所述定子齿与所述永磁体的数量比为1:1:1。
优选的，所述定子齿的齿宽、所述定子轭与所述转子轭的厚度比为2:1:1。定子齿端部与根部在圆周方向上的宽度相同。
优选的，所述电机可采用外转子内定子或内转子外定子结构。
优选的，提供一种车辆，其采用了上述电机。
优选的，提供一种轮毂电机，其采用外转子内定子形式的上述电机结构。
本发明能够实现以下有益效果：电机的绕组系数等于1，磁场利用率和定子槽满率较高。大大减小了端部长度，节省了导线用量，使嵌线工艺得以简化。采用铝导条时质量较铜导条轻，从而使电机质量较轻，且有效减小了高频集肤效应，降低了高频绕组损耗；由于极数增加极距减小，每对磁极闭合磁路端，定子轭和转子轭厚度减小至仅为齿宽的二分之一，在节省铁芯材料的同时利于电机散热，有效提升了电机的功率密度；此外，该电机在发电状态下输出的电压波形接近方波，便于整流发电，提高波形利用率。该电机形状进一步扁平，更加适合于电动车辆等对于安装空间有更多限制的场合。
附图说明
图1是本发明的单相多极高频铝绕组电机示意图
图2是本发明的单相多极高频铝绕组电机局部放大图
图3是本发明中导条采用S型布置形成单相绕组示意图
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。如图1、2所示，单相多极高频铝绕组电机包括：定子槽(1)、定子齿(2)、定子轭(3)、永磁体(4)、转子轭(5)以及导条(6)；所述定子槽(1)为直槽，所述导条(6)嵌设在所述定子槽(1)内，用于作为单相绕组；所述定子齿(2)与所述定子槽(1)交错排列设置在定子轭(3)上；所述永磁体(4)设置于所述转子轭(5)上。
在本申请的一个优选实施例中，所述导条(6)采用如图3所示的单根导条呈S型布置缠绕所述定子槽(1)。假定所述电机有36槽，导条由第1槽A端面进入，由第1槽B端面进入第2槽B端面，再从第2槽A端面进入第3槽A端面，如此往复循环，最后从第36槽A端面引出，形成S型绕组。
在本申请的一个优选实施例中，所述导条(6)的材料为铝。
在本申请的一个优选实施例中，所述定子槽(1)、所述定子齿(2)与所述永磁体(4)的数量比为1:1:1。
在本申请的一个优选实施例中，所述定子齿(2)的齿宽、所述定子轭(3)厚度与所述转子轭(5)的厚度比为2:1:1。
永磁体(4)的最大极数受限于定子硅钢片及永磁体的加工工艺，具体数量视发电机的规格而定，但通常须为2的整数倍，且不能低于某一特定极数，应保证其多极的特点。永磁体(4)某一N极产生的磁通流入临近的定子齿(2)内，在定子齿(2)齿顶分为两路分别流入定子轭(3)，再流经相邻的两个定子齿内，然后经过与该N极相邻的S极，最后经过转子轭(5)回到N极。因此，假设该发电机气隙磁密为0.8T，定子磁钢工作磁密为1.4T，则永磁体(4)厚度与定子齿(2)齿宽之比7:4；同时定子齿(2)齿宽与定子轭(3)及转子轭(5)的比值为2:1:1；因此永磁体(4)的厚度、定子齿(2)齿宽、定子轭(3)及转子轭厚度之比为7:4:2:2。所述定子槽(1)为开口槽形状，单根铝导条(6)的截面形状与所述定子槽(1)形状相似、尺寸相近，非常容易嵌入槽内。
在本申请的一个优选实施例中，所述电机为外转子内定子结构。
在本申请的一个优选实施例中，所述电机为内转子外定子结构。
在本申请的一个优选实施例中，提供一种车辆，其采用上述单相多极高频铝绕组电机。
在本申请的一个优选实施例中，提供一种轮毂电机，其采用外转子内定子形式的上述电机结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种单相多极高频铝绕组电机，其特征在于：包括：定子槽(1)、定子齿(2)、定子轭(3)、永磁体(4)、转子轭(5)以及导条(6)；所述定子槽(1)为直槽，所述导条(6)嵌设在所述定子槽(1)内，用于作为单相绕组；所述定子齿(2)与所述定子槽(1)交错排列设置在定子轭(3)上；所述永磁体(4)设置于所述转子轭(5)上；所述定子齿(2)的齿宽、所述定子轭(3)厚度与所述转子轭(5)的厚度比为2:1:1。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述导条(6)为单根导条。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述导条(6)采用S型布置缠绕所述定子槽(1)。
4.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述导条(6)的材料为铝。
5.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述定子槽(1)、所述定子齿(2)与所述永磁体(4)的数量比为1:1:1。
6.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述电机为外转子内定子结构。
7.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述电机为内转子外定子结构。
8.一种车辆，其特征在于：采用如前述权利要求中任一项所述的电机。
9.一种轮毂电机，其特征在于，其结构为如权利要求6所述的电机。
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