專利名稱：一種輔助槽減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁直流電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及永磁直流電動機，具體而言，涉及用于在永磁直流電動機中抑制齒槽轉(zhuǎn)矩效應的設計和布置。
背景技術：
相較于普通直流電動機，永磁直流電動機具有結(jié)構簡單、可靠性高、效率高、體積小、重量輕等特點，在汽車工業(yè)、家用電器、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、航空航天等領域得到了廣泛應用。然而，在永磁電機中，由于永磁體和有槽電樞鐵芯之間的相互作用，不必避免地產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩效應。齒槽轉(zhuǎn)矩可導致轉(zhuǎn)矩波動，引起振動和噪聲，影響系統(tǒng)的控制精度，因此，如何簡單有效地抑制齒槽轉(zhuǎn)矩成為近年來人們關注的熱點問題。目前，已經(jīng)提出的削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法有改變磁極的極弧系數(shù)、磁極偏移、采用斜極、改變槽口寬度、采用不等寬槽口、合理選擇電樞槽數(shù)和極數(shù)，等等。在設計電機參數(shù)、抑制齒槽轉(zhuǎn)矩方面，仍存在改進空間。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，開發(fā)出本實用新型。根據(jù)本實用新型的一實施形態(tài)，一種永磁直流電動機包含定子以及轉(zhuǎn)子，定子包含機殼和設置在機殼內(nèi)側(cè)的多個永磁體，轉(zhuǎn)子設置在定子內(nèi)，所述永磁直流電動機的特征在于，在轉(zhuǎn)子的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽，其在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上的寬度與轉(zhuǎn)子槽口的寬度相等，且深度等于轉(zhuǎn)子槽口寬度的一半，輔助槽的數(shù)量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數(shù)的最小公倍數(shù)增大。優(yōu)選為,在所述永磁直流電動機中，在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，機殼截面為正方形；并且，所述多個永磁體為四個永磁體，分別設置在正方形機殼的四個角上。更為優(yōu)選的是，在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，各個永磁體的截面形狀被設置為在遠離轉(zhuǎn)子的一側(cè)上呈現(xiàn)與相對應的機殼角的輪廓相配合的輪廓，在接近轉(zhuǎn)子的一側(cè)上呈現(xiàn)圓弧形輪廓，且該圓弧的外緣與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離相等。優(yōu)選為，所述永磁直流電動機為4極6槽電動機，且每個轉(zhuǎn)子齒冠上的輔助槽的數(shù)量為2個。優(yōu)選為，在所述永磁直流電動機中，在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，輔助槽的截面形狀為弧形、三角形或矩形。優(yōu)選為，在所述永磁直流電動機中，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上，各個齒冠上的所述一個以上的輔助槽相對于齒冠的中心線對稱分布。優(yōu)選為，所述永磁直流電動機還包含繞卷在轉(zhuǎn)子齒上的集中繞組。借助以上結(jié)構，電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩得以減小，相應地，運行振動和噪音得到抑制。該電動機特別適宜用在汽車中，例如用作用于調(diào)節(jié)座椅水平方向移動的電動機，提升整車的舒適性。
圖1示意性地示出了在與電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上取得的示例性電動機的截面圖。
具體實施方式
下面將參照附圖介紹根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例。以4極6槽永磁直流電動機為例，圖1示意性地示出了在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上取得的電動機的截面圖，為清楚起見，圖中省略了電樞繞組和機殼。如圖1所示，永磁直流電動機包含定子以及轉(zhuǎn)子2，定子包含機殼和設置在機殼內(nèi)側(cè)的4個永磁體1，轉(zhuǎn)子2設置在定子內(nèi)，并具有6個槽3。通過對永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩進行解析分析發(fā)現(xiàn)，對電樞槽數(shù)和極數(shù)進行合理的組合，能夠改變在齒槽轉(zhuǎn)矩中起主要作用的基本頻率齒槽轉(zhuǎn)矩的次數(shù)和大小，有效地削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。由于齒槽轉(zhuǎn)矩的次數(shù)是槽數(shù)和極數(shù)的公倍數(shù)，其中，基本頻率齒槽轉(zhuǎn)矩的次數(shù)為槽數(shù)和極數(shù)的最小公倍數(shù)，因此，通過在每個轉(zhuǎn)子齒的齒冠上設置輔助槽4，能夠?qū)﹄妱訖C的極槽配合進行優(yōu)化。盡管圖1中示出了每個轉(zhuǎn)子齒具有兩個輔助槽4的情況，然而，可以設置其他數(shù)量的輔助槽4。輔助槽4的數(shù)量被選擇為與無輔助槽的情況下相比，使得等效極槽數(shù)的最小公倍數(shù)增大，由此，增大基本頻率齒槽轉(zhuǎn)矩的頻率，并相應地減小基本頻率齒槽轉(zhuǎn)矩的幅度，從而抑制齒槽轉(zhuǎn)矩效應。如圖1所示，根據(jù)本實用新型的一實施方式，輔助槽4在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上的寬度可被設置為與轉(zhuǎn)子2的槽口的寬度相等，且輔助槽4的深度可被設置為等于轉(zhuǎn)子2的槽口寬度的一半。根據(jù)本實用新型的一實施方式，在轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)方向上，位于各個齒冠上的輔助槽4可以相對于其所位于的齒冠的中心線呈現(xiàn)對稱分布。如圖1所示出的那樣，位于轉(zhuǎn)子2齒冠上的兩個輔助槽4將齒冠三等分。在圖1所示的永磁直流電動機中，輔助槽4在與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上的截面為弧形?；⌒涡螤畹妮o助槽可以借助相對較為簡單的加工工藝實現(xiàn)。如圖1所示，在永磁直流電動機中，在與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，機殼截面被設置為正方形，四個永磁體I分別位于正方形機殼的四個角。在與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，各個永磁體I的截面形狀被設置為在遠離轉(zhuǎn)子2的一側(cè)上呈現(xiàn)與相對應的機殼角的輪廓相配合的輪廓，在接近轉(zhuǎn)子2的一側(cè)上呈現(xiàn)圓弧形輪廓，且該圓弧的外緣與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離相等。借助這樣的布置，能夠減小電動機尺寸，節(jié)省電動機安裝空間，并且進一步使得齒槽轉(zhuǎn)矩降低。在本實用新型的一實施方式中，電動機還包含繞卷在轉(zhuǎn)子齒上的集中繞組。由于集中繞組的端接部分較短，故導線用量較少，降低了繞組線圈的電阻和銅耗，帶來了電動機運行效率的提升。借助以上結(jié)構，在根據(jù)本實用新型的實施例的永磁直流電動機中，齒槽轉(zhuǎn)矩得以減小，相應地，運行振動和噪音得到抑制。這樣的電動機特別適宜用在汽車中，例如但不限于用作用于調(diào)節(jié)座椅水平方向移動的電動機，提升整車的舒適性。盡管針對4極6槽電動機介紹了本實用新型的設計構思，然而，本實用新型并不限于應用于4極6槽電動機，同樣可應用于具有其他極數(shù)和/或槽數(shù)的電動機。上面介紹的實施例僅僅是說明性的，而不是限制性的。在不脫離本實用新型的構思的情況下，可對這些細節(jié)作出多種修改、替代、等效。例如，除弧形截面的輔助槽以外，本領域技術人員可以想到用其它多種截面形狀的輔助槽代替弧形截面輔助槽以實現(xiàn)類似的效果，例如，輔助槽截面可采用三角形、矩形等多種其它的形狀。因此，本實用新型的保護范圍由權利要求書而不是上面的說明限定，且旨在包括落在權利要求及其等價內(nèi)容范圍內(nèi)的所有修改。
權利要求1.一種永磁直流電動機,其包含定子以及轉(zhuǎn)子(2),定子包含機殼和設置在機殼內(nèi)側(cè)的多個永磁體(I )，轉(zhuǎn)子(2)設置在定子內(nèi)，所述永磁直流電動機的特征在于 在轉(zhuǎn)子(2)的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽(4)，其在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上的寬度與轉(zhuǎn)子槽口的寬度相等，且深度等于轉(zhuǎn)子槽口寬度的一半，輔助槽(4)的數(shù)量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數(shù)的最小公倍數(shù)增大。
2.根據(jù)權利要求1的永磁直流電動機，其中， 在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，機殼截面為正方形；且其中， 所述多個永磁體(I)為四個永磁體，分別設置在正方形機殼的四個角上。
3.根據(jù)權利要求2的永磁直流電動機，其中， 在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，各個永磁體(I)的截面形狀被設置為在遠離轉(zhuǎn)子(2)的一側(cè)上呈現(xiàn)與相對應的機殼角的輪廓相配合的輪廓，在接近轉(zhuǎn)子(2)的一側(cè)上呈現(xiàn)圓弧形輪廓，且該圓弧的外緣與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離相等。
4.根據(jù)權利要求1的永磁直流電動機，其為4極6槽電動機，且每個轉(zhuǎn)子(2)齒冠上的輔助槽(4)的數(shù)量為2個。
5.根據(jù)權利要求1或2的永磁直流電動機，其中，在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上，輔助槽(4)的截面形狀為弧形、三角形或矩形。
6.根據(jù)權利要求1或2的永磁直流電動機，其中，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上，各個齒冠上的所述一個以上的輔助槽(4)相對于齒冠的中心線對稱分布。
7.根據(jù)權利要求1或2的永磁直流電動機，其還包含繞卷在轉(zhuǎn)子齒上的集中繞組。
專利摘要本實用新型涉及輔助槽減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁直流電動機。一種永磁直流電動機，其包含定子以及轉(zhuǎn)子(2)，定子包含機殼和設置在機殼內(nèi)側(cè)的多個永磁體(1)，轉(zhuǎn)子(2)設置在定子內(nèi)，所述永磁直流電動機的特征在于在轉(zhuǎn)子(2)的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽(4)，其在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上的寬度與轉(zhuǎn)子槽口的寬度相等，且深度等于轉(zhuǎn)子槽口寬度的一半，輔助槽(4)的數(shù)量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數(shù)的最小公倍數(shù)增大。
文檔編號H02K1/17GK202872485SQ20122035659
公開日2013年4月10日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權日2012年7月23日
發(fā)明者張新發(fā), 郭曉偉 申請人:廣東肇慶愛龍威機電有限公司