一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)，分段斜槽口集中繞組電機(jī)的轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，集中繞組電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸滿足：Sm/Sc=（0.83～1.3）；磁鋼的寬度τm與極距τ之比滿足：τm/τ≥(0.75～0.9)；定子鐵芯為直槽，且定子鐵芯槽口的位置延定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度。本發(fā)明利用磁鋼間隙和槽口間隙的數(shù)值優(yōu)化配合來(lái)提高定位力矩頻率，抑制定位力矩幅值，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩較小，電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求，更加便于生產(chǎn)。
【專利說明】—種分段斜槽口集中繞組電機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集中繞組的永磁電機(jī)，具體涉及一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁體，例如釹鐵硼永磁體。稀土永磁體材料正越來(lái)越稀缺，價(jià)格越來(lái)越貴，因此必需減少永磁體的用量和提高永磁體的利用率。
[0003]集中繞組的永磁電機(jī)可以明顯地提高永磁電機(jī)的力能指標(biāo),例如:繞組利用率、效率、功率體積比、力矩體積比等，以及改善電機(jī)制造工藝。
[0004]然而，定位力矩偏大仍然是集中繞組永磁電機(jī)的問題，較優(yōu)的磁極數(shù)與齒槽數(shù)配合可以抑制定位力矩，從而使集中繞組永磁電機(jī)的可選方案非常少。發(fā)明專利ZL200780009121.0，提出一種大、中、小齒定子結(jié)構(gòu)來(lái)抑制定位力矩；ZL200920204762.8提出較優(yōu)的磁極數(shù)與大、小齒的齒槽數(shù)配合來(lái)抑制定位力矩；這類方法的定子沖片必需采用拼塊結(jié)構(gòu)，拼塊繞線后，再組裝成定子體，或者把小齒取下后繞線，再把小齒組裝上去。這些方法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接全自動(dòng)繞線，增加了工藝成本和工藝誤差帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]集中繞組的永磁電機(jī)與傳統(tǒng)分布繞組的永磁電機(jī)比，定子的齒槽數(shù)至少少了 3倍，也即，集中繞組永磁電機(jī)的槽數(shù)少而且槽距很大，可簡(jiǎn)化電機(jī)制造工藝，但也因此使得集中繞組永磁電機(jī)失去了采用斜一個(gè)槽距來(lái)有效抑制定位力矩的可能,因?yàn)榧欣@組永磁電機(jī)斜一個(gè)槽距的機(jī)械角度和電角度都實(shí)在太大了。因此傳統(tǒng)分布繞組永磁電機(jī)抑制定位力矩的最有效措施，集中繞 組永磁電機(jī)不能采用，集中繞組永磁電機(jī)定位力矩偏大仍然是個(gè)大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)，其采用間貼式磁鋼，節(jié)省了材料，利用磁鋼間隙和槽口間隙的數(shù)值優(yōu)化配合來(lái)提高定位力矩頻率，抑制定位力矩幅值，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩較小，電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求，更加便于生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明提供一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，所述集中繞組電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc=(0.83?1.3);所述磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:τ m/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ=360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kT σ，其中T σ =360/(2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述集中繞組電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)。[0009]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述定子鐵芯分成N段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT σ /N角度，N段總偏移角為kT σ。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述定子鐵芯分成三段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT O /3角度，三段總偏移角為kT O。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述定子鐵芯分成兩段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT O /2角度，兩段總偏移角為kT O。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，電機(jī)極數(shù)2P=10，槽數(shù)Z=12，所述定子鐵芯分成三段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kTo/3角度，三段總偏移角為kTo，其中T σ =360/ (2PXZ/c) =360/ (10X 12/2) =6，取 k=l。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，電機(jī)極數(shù)2P=10，槽數(shù)Z=12，槽口寬度Sc=3.5mm,兩塊相鄰磁鋼的間距 Sm=3.2mm, Sm/Sc=0.914。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述定子鐵芯由多層定子沖片迭壓而成，所述每段定子鐵芯由相同結(jié)構(gòu)的定子沖片迭壓而成，所述定子沖片包括呈環(huán)形的定子軛以及與所述定子軛一體成型的Z個(gè)定子齒，所述Z個(gè)定子齒之間形成Z個(gè)槽。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，每個(gè)定子沖片由其定子軛對(duì)應(yīng)槽的中心位置分成的Z個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分塊，相鄰兩個(gè)分塊之間具有相互咬合凹凸結(jié)構(gòu)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，所述分塊包括形成所述定子軛的基部以及形成定子齒的齒部，所述基部一端設(shè)有至少一凹槽，所述基部另一端設(shè)有至少一凸塊，相鄰分塊的凹槽和凸塊之間相互咬合。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的分段 斜槽口集中繞組電機(jī)，所述凸塊和所述凹槽的形狀為圓弧形或梯形。
[0018]本發(fā)明還提供一種發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，所述發(fā)電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3);所述磁鋼的寬度τπι與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中To =360/ (2PXZ/C)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)。
[0019]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，所述電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3);所述磁鋼的寬度τπι與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中To =360/ (2PXZ/C)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)。
[0020]本發(fā)明的分段斜槽口集中繞組電機(jī)采用間貼式磁鋼來(lái)節(jié)省磁鋼，集中繞組電機(jī)定子兩個(gè)齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc=(0.83?1.3),與傳統(tǒng)永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)理念不同,傳統(tǒng)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)認(rèn)為槽口寬度Sc和磁鋼的間距Sm越小定位力矩就越小。本發(fā)明通過強(qiáng)化和利用磁鋼間距的兩個(gè)邊沿磁場(chǎng)強(qiáng)度的突變、槽口的兩個(gè)邊沿磁阻的突變，在兩者相互作用下，使定位力矩的頻率提高一倍。一般來(lái)說，諧波頻率提高一倍，諧波幅值至少減小一倍，因此本發(fā)明提高了定位力矩頻率，能抑制定位力矩幅值。
[0021]本發(fā)明電機(jī)的槽口寬度Sc可以被人為設(shè)計(jì)所給定，從而電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求。磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ ^ (0.75?
0.9)，其中極距τ=360° /2Ρ，Ρ是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而可以選擇電機(jī)的磁鋼用量，使集中繞組電機(jī)的磁場(chǎng)正弦性被優(yōu)化，能夠保持轉(zhuǎn)矩恒定。
[0022]本發(fā)明的定子鐵芯為直槽，且定子鐵芯槽口的位置延鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中Τσ =360/(2PXZ/c)，c是2ΡΧΖ的最大公約數(shù)，k的取值范圍為K= (I?10)。一般來(lái)講k值越大，通過槽口偏移來(lái)均勻化槽口的影響越明顯，也即均勻化定位力矩的作用越明顯。從而可通過倍頻定位力矩，再偏移槽口，就相當(dāng)于k的取值提高一倍。使得集中繞組電機(jī)槽口偏移較小就能取得理想的抑制定位力矩的效果。
[0023]同時(shí)，本發(fā)明采用直槽斜槽口形式的定子鐵芯便于自動(dòng)繞線，槽口分段偏移，定子沖片的結(jié)構(gòu)只需要幾種不同的形式即可，更加便于生產(chǎn)，減小成本。借此，本發(fā)明采用間貼式磁鋼，節(jié)省了材料，利用磁鋼間隙和槽口間隙的數(shù)值優(yōu)化配合來(lái)提高定位力矩頻率，抑制定位力矩幅值，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩較小，電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求，同時(shí)便于生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1本發(fā)明分段斜 槽口集中繞組電機(jī)一種實(shí)施例的定子沖片和轉(zhuǎn)子的局部示意圖；
[0026]圖2是圖1中分段斜槽口集中繞組電機(jī)的槽口偏移0.25定子槽距的局部展開示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明分段斜槽口集中繞組電機(jī)另一實(shí)施例的定子的立體視圖；
[0028]圖4是本發(fā)明分段斜槽口集中繞組電機(jī)又一實(shí)施例的定子的立體視圖；
[0029]圖5是圖4中定子的正視圖；以及
[0030]圖6是圖4中定子的定子沖片示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)100，其轉(zhuǎn)子軛10上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼20，也即電機(jī)有2P個(gè)磁極，定子鐵芯30設(shè)有Z個(gè)槽31和Z個(gè)定子齒32。由傳統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)可知，該極數(shù)和槽數(shù)配合的永磁電機(jī)的定位力矩的周期是:Τσ =360/ (2PXZ/c)，c是2ΡΧΖ的最大公約數(shù)。該分段斜槽口集中繞組電機(jī)100可作為高性能伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、電動(dòng)汽車電機(jī)和直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，同時(shí)該分段斜槽口集中繞組電機(jī)100可為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
[0033]其中，分段斜槽口集中繞組電機(jī)100的兩個(gè)相鄰定子齒32之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼20的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3)。這與傳統(tǒng)永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)理念不同，傳統(tǒng)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)認(rèn)為槽口寬度Sc和磁鋼的間距Sm越小定位力矩就越小。本發(fā)明通過強(qiáng)化和利用磁鋼間距的兩個(gè)邊沿磁場(chǎng)強(qiáng)度的突變、槽口的兩個(gè)邊沿磁阻的突變，在兩者相互作用下，使定位力矩的頻率提高一倍。一般來(lái)說，諧波頻率提高一倍，諧波幅值至少減小一倍。因此本發(fā)明提高了定位力矩頻率，能抑制定位力矩幅值。同時(shí)電機(jī)的槽口寬度Sc可以被人為設(shè)計(jì)所給定，從而電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求。
[0034]磁鋼20的寬度τ m與極距τ之比,滿足約束關(guān)系:τ m/ τ彡(0.75?0.9),其中極距τ=360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。從而可以選擇電機(jī)的磁鋼用量，同時(shí)，使集中繞組電機(jī)的磁場(chǎng)正弦性被優(yōu)化，能夠保持轉(zhuǎn)矩恒定。借此，按上述兩個(gè)約束條件設(shè)計(jì)的集中繞組電機(jī)，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩比較小。
[0035]如圖2和圖3所示，定子鐵芯30為直槽，且定子鐵芯30槽口的位置延鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中To =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍為K= (I?10)。一般來(lái)講k值越大，通過槽口偏移來(lái)均勻化槽口的影響越明顯，也即均勻化定位力矩的作用越明顯。從而可通過倍頻定位力矩，再偏移槽口，就相當(dāng)于k的取值提高一倍。使得集中繞組電機(jī)槽口偏移較小就能取得理想的抑制定位力矩的效果。如圖2所示，本發(fā)明取K=I時(shí)，實(shí)際槽口偏移量D在0.25定子槽距左右，抑制定位力矩的效果非常明顯。而傳統(tǒng)集中繞組電機(jī)斜槽0.25槽距，抑制定位力矩的效果就非常有限，而斜槽1.0槽距根本不可行。
[0036]同時(shí)，采用直槽斜槽口形式的定子鐵芯30便于自動(dòng)繞線，槽口分段偏移，定子沖片的結(jié)構(gòu)只需要幾種不同的形式即可，更加便于生產(chǎn)，減小成本。借此，本發(fā)明采用間貼式磁鋼，節(jié)省了材料，利用磁鋼間隙和槽口間隙的數(shù)值優(yōu)化配合來(lái)提高定位力矩頻率，抑制定位力矩幅值，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩較小，電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求，同時(shí)便于生產(chǎn)。
[0037]具體的，定子鐵芯30分成N段，每段的槽口位置固定偏移kTo/N角度，N段總偏移角為kT σ。例如:可將定子鐵芯30分成三段，每段的槽口位置偏移kT σ /3角度，三段總偏移角為kT ο，如圖2?圖4所示；或者定子鐵芯20分成兩段，每段的槽口位置偏移kT σ /2角度，兩段總偏移角為kTo。
[0038]如圖1所示，集中繞組式電機(jī)100的轉(zhuǎn)子軛10上貼有10塊N、S極性相間分布的磁鋼20，定子鐵芯30設(shè)有12個(gè)槽和12個(gè)定子齒。如圖2所示，定子鐵芯30分成三段，每段的槽口位置偏移kTo/3角度，三段總偏移角為kTo，Τ σ=360/ (2Ρ X Z/c )=360/ (10X12/2)=6，取k=l，即槽口偏移量D為6度。其中，Sc代表槽口寬度，D代表槽口偏移量，U代表齒寬，V代表相鄰齒的齒距。優(yōu)選的是，槽口寬度Sc=3.5mm,兩塊相鄰磁鋼20的間距Sm=3.2mm,Sm/Sc=0.914。
[0039]參照?qǐng)D3和圖4，其示意出了定子鐵芯30兩種不同結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。在圖3中，定子鐵芯30由多層定子沖片33迭壓而成，且定子鐵芯30分成三段，每段定子鐵芯由相同結(jié)構(gòu)的定子沖片33迭壓而成，定子沖片33包括呈環(huán)形的定子軛331以及與定子軛331 —體成型的Z個(gè)定子齒32，Z個(gè)定子齒32之間形成Z個(gè)槽31。每段定子鐵心由相同結(jié)構(gòu)的定子沖片33迭壓而成，相對(duì)于不采用分段的直槽斜槽口結(jié)構(gòu)，可以減少定子沖片模具的個(gè)數(shù)，達(dá)到相同的減小定位力矩的效果，更加便于生產(chǎn)。
[0040]在圖4所示的實(shí)施例中，與圖3中不同的是，每個(gè)定子沖片33由其定子軛331對(duì)應(yīng)槽31的中心位置分成的Z個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分塊34拼接而成，相鄰兩個(gè)分塊34之間具有相互咬合凹凸結(jié)構(gòu)。每個(gè)定子沖片33由Z個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分塊34拼接而成，沖壓形成分塊34所產(chǎn)生的廢料，相對(duì)于直接沖壓形成整個(gè)定子沖片33所產(chǎn)生的廢料更少，節(jié)省了成本。
[0041]圖5是圖4中定子鐵芯30的正視圖；圖6是圖4中定子沖片33的分塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖5、圖6可以看出，分塊34包括形成定子軛331的基部341以及形成定子齒32的齒部342，基部341 —端設(shè)有至少一凹槽3411，基部341另一端設(shè)有至少一凸塊3412，相鄰分塊34的凹槽3411和凸塊3412之間相互咬合。優(yōu)選的是，凸塊3412和凹槽3411的形狀為圓弧形或梯形，當(dāng)然也可以為其他形狀。
[0042]本發(fā)明還提供一種發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，該發(fā)電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3);磁鋼的寬度τ m與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，Ρ是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；該定子鐵芯為直槽，且該定子鐵芯槽口的位置延鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kT ο，其中T ο =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍為K= (I?10)。
[0043]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，該電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3);磁鋼的寬度τ m與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，Ρ是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；所述定子鐵芯為 直槽，且該定子鐵芯槽口的位置延鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kT ο，其中T ο =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍為K= (I?10)。
[0044]綜上所述，本發(fā)明的集中繞組電機(jī)采用間貼式磁鋼來(lái)節(jié)省磁鋼，集中繞組電機(jī)定子兩個(gè)齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc=(0.83?1.3),與傳統(tǒng)永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)理念不同,傳統(tǒng)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)認(rèn)為槽口寬度Sc和磁鋼的間距Sm越小定位力矩就越小。本發(fā)明通過強(qiáng)化和利用磁鋼間距的兩個(gè)邊沿磁場(chǎng)強(qiáng)度的突變、槽口的兩個(gè)邊沿磁阻的突變，在兩者相互作用下，使定位力矩的頻率提高一倍。一般來(lái)說，諧波頻率提高一倍，諧波幅值至少減小一倍，因此本發(fā)明提高了定位力矩頻率，能抑制定位力矩幅值。同時(shí)電機(jī)的槽口寬度Sc可以被人為設(shè)計(jì)所給定，從而電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求。磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ=360° /2Ρ，Ρ是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而可以選擇電機(jī)的磁鋼用量，使集中繞組電機(jī)的磁場(chǎng)正弦性被優(yōu)化，能夠保持轉(zhuǎn)矩恒定。定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kT σ，其中T O =360/ (2PXZ/C)，C是2ΡΧΖ的最大公約數(shù)，k的取值范圍為K= (I?10)。一般來(lái)講k值越大，通過槽口偏移來(lái)均勻化槽口的影響越明顯，也即均勻化定位力矩的作用越明顯。從而可通過倍頻定位力矩，再偏移槽口，就相當(dāng)于k的取值提高一倍。使得集中繞組電機(jī)槽口偏移較小就能取得理想的抑制定位力矩的效果。同時(shí)，采用直槽斜槽口形式的定子鐵芯便于自動(dòng)繞線，槽口分段偏移，定子沖片的結(jié)構(gòu)只需要幾種不同的形式即可，更加便于生產(chǎn)，減小成本。借此，本發(fā)明采用間貼式磁鋼，節(jié)省了材料，利用磁鋼間隙和槽口間隙的數(shù)值優(yōu)化配合來(lái)提高定位力矩頻率，抑制定位力矩幅值，氣隙磁場(chǎng)正弦性好，電機(jī)的定位力矩較小，電機(jī)槽口可充分滿足直接全自動(dòng)繞線的要求，同時(shí)便于生產(chǎn)。
[0045]本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，其特征在于， 所述集中繞組電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3); 所述磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)； 所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中Τσ =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述集中繞組電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯分成N段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT σ /N角度，N段總偏移角為kT σ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯分成三段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kTo /3角度，三段總偏移角為kTo。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯分成兩段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT σ /2角度，兩段總偏移角為kT σ。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，電機(jī)極數(shù)2P=10，槽數(shù)Z=12，所述定子鐵芯分成三段，每段定子鐵芯的槽口位置偏移kT σ /3角度，三段總偏移角為 kT σ，其中 To =360/ (2PXZ/c) =360/ (10X 12/2) =6，取 k=l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，電機(jī)極數(shù)2P=10，槽數(shù)Z=12,槽口寬度Sc=3.5mm,兩塊相鄰磁鋼的間距Sm=3.2mm, Sm/Sc=0.914。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯由多層定子沖片迭壓而成，所述每段定子鐵芯由相同結(jié)構(gòu)的定子沖片迭壓而成，所述定子沖片包括呈環(huán)形的定子軛以及與所述定子軛一體成型的Z個(gè)定子齒，所述Z個(gè)定子齒之間形成Z個(gè)槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，每個(gè)定子沖片由其定子軛對(duì)應(yīng)槽的中心位置分成的Z個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分塊，相鄰兩個(gè)分塊之間具有相互咬合凹凸結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述分塊包括形成所述定子軛的基部以及形成定子齒的齒部，所述基部一端設(shè)有至少一凹槽，所述基部另一端設(shè)有至少一凸塊，相鄰分塊的凹槽和凸塊之間相互咬合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分段斜槽口集中繞組電機(jī)，其特征在于，所述凸塊和所述凹槽的形狀為圓弧形或梯形。
12.一種發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，其特征在于， 所述發(fā)電機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3); 所述磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)； 所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中T σ =360/ (2PXZ/c)，c是2ΡΧΖ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)。
13.—種電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子軛上貼有間距為Sm的2P塊N、S極性相間分布的磁鋼，定子鐵芯設(shè)有Z個(gè)槽和Z個(gè)定子齒，其特征在于， 所述電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)相鄰定子齒之間的槽口寬度Sc與兩塊相鄰磁鋼的間距Sm的尺寸，滿足約束關(guān)系:Sm/Sc= (0.83?1.3); 所述磁鋼的寬度Tm與極距τ之比，滿足約束關(guān)系:Tm/τ彡(0.75?0.9)，其中極距τ =360° /2Ρ，P是電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)； 所述定子鐵芯為直槽，且所述定子鐵芯槽口的位置延所述定子鐵芯軸向?qū)ΨQ地分段偏移一定機(jī)械角度，總偏移角為kTo，其中Τσ =360/ (2PXZ/c)，c是2ΡΧΖ的最大公約數(shù)，k的取值范圍K= (I?10)·。
【文檔編號(hào)】H02K1/16GK103427508SQ201210153047
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】漆亞梅 申請(qǐng)人:深圳市配天電機(jī)技術(shù)有限公司