電動馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集中繞組馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知由同步馬達(dá)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁通量密度(下文稱為“磁通波”)的周向分布包括諧波分量，并且因此使感應(yīng)電壓失真，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動。日本特許申請公開N0.H11-234990描述了一種電動馬達(dá)，該電動馬達(dá)構(gòu)造成減小其感應(yīng)電壓的失真從而減小其轉(zhuǎn)矩波動。
[0003]該專利文獻(xiàn)中描述的電動馬達(dá)具有下述結(jié)構(gòu):在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的極對的數(shù)目為P時，定子包括交替設(shè)置的具有大周向極距的(3/2) XP個大齒和具有小周向極距的(3/2) XP個小齒，并且繞組僅集中纏繞在大齒上。在該電動馬達(dá)中，為了通過減小感應(yīng)電壓失真來減小電動馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動，齒的周向位置相對于同相的磁極移動。
[0004]然而，在該結(jié)構(gòu)中，由于極布置的周期性變差從而導(dǎo)致徑向力的不平衡性增大，因此電動馬達(dá)的振動增大。此外，由于繞組空間因齒的周向位置的移動而減小，因此電動馬達(dá)的性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]示例性實(shí)施方式提供了一種電動馬達(dá)，其包括:
[0006]轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括磁極，磁極的極對的數(shù)目為P，P為自然數(shù)；以及
[0007]定子，該定子包括繞組，
[0008]其中，
[0009]該定子包括具有第一極距的(3/2) XP個大齒和具有比第一極距更小的第二極距的(3/2) XP個小齒，大齒和小齒設(shè)置成周向地交替，
[0010]繞組僅集中纏繞在大齒上，
[0011]當(dāng)按電角度計的第一極距為X時，X在144度至180度的范圍中，
[0012]當(dāng)按電角度計的第二極距為Y時，Y等于(240-X)度，以及
[0013]周向相鄰的繞組被分別供以其間具有按電角度計120度的相位差的電流。
[0014]根據(jù)示例性實(shí)施方式，提供有集中繞組馬達(dá)，該集中繞組馬達(dá)能夠在不使其定子的磁極布置的周期性變差的情況下減小其感應(yīng)電壓失真。
[0015]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征將通過包括附圖和權(quán)利要求的以下描述而變得明顯。
【附圖說明】
[0016]在附圖中:
[0017]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電動馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)的圖示；
[0018]圖2為示出了當(dāng)磁通波具有180度矩形波的波形時，電動馬達(dá)的磁通量密度的不同次分量的大小的曲線圖；
[0019]圖3為示出了當(dāng)磁通波具有150度梯形波的波形時，電動馬達(dá)的磁通量密度的不同次分量的大小的曲線圖；
[0020]圖4為示出了當(dāng)磁通波具有90度梯形波的波形時，電動馬達(dá)的磁通量密度的不同次分量的大小的曲線圖；
[0021]圖5A為示出了當(dāng)磁通波具有180度矩形波的波形時，感應(yīng)電壓的不同次分量的大小與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；
[0022]圖5B為示出了當(dāng)磁通波具有180度矩形波的波形時，感應(yīng)電壓的失真度與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；
[0023]圖6A為示出了當(dāng)磁通波具有150度梯形波的波形時，感應(yīng)電壓的不同次分量的大小與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；
[0024]圖6B為示出了當(dāng)磁通波具有150度梯形波的波形時，感應(yīng)電壓的失真度與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；
[0025]圖7A為示出了當(dāng)磁通波具有90度梯形波的波形時，感應(yīng)電壓的不同次分量的大小與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；
[0026]圖7B為示出了當(dāng)磁通波具有90度梯形波的波形時，感應(yīng)電壓的失真度與電動馬達(dá)的大齒的極距之間的關(guān)系的圖示；以及
[0027]圖8為電動馬達(dá)的主要部件的放大視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電動馬達(dá)I的整體結(jié)構(gòu)的圖示。如圖1中所示，電動馬達(dá)I為其中轉(zhuǎn)子2設(shè)置在徑向內(nèi)側(cè)處并且定子3設(shè)置在徑向外側(cè)處的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。定子3的繞組4被供以三相電流。為表面式磁體型的轉(zhuǎn)子2包括其N極從轉(zhuǎn)子的外表面露出的永磁體5以及其S極從轉(zhuǎn)子的表面露出的永磁體5，使得永磁體的N極和S極周向地交替。在該實(shí)施方式中，極對的數(shù)目P為4。
[0029]定子3包括具有大極距X的六個(=(3/2) X 4)大齒7和具有小極距Y的六個小齒8，大齒7與小齒8設(shè)置成周向地交替。繞組4僅集中纏繞在大齒7上。大齒7的極距X按電角度計為156度，其處于144度與166.2度之間的范圍中。小齒7的極距Y按電角度計為84( = 240-156)度。周向相鄰的繞組4被供以其間具有按電角度計120度的相位差的電流。
[0030]下文中對將極距X設(shè)定為156度的原因進(jìn)行說明。極距X的值基于減小磁通波的諧波分量從而減小由于電動馬達(dá)I的感應(yīng)電壓失真而引起的轉(zhuǎn)矩波動來確定。由于磁通波包括各種不同的諧波分量，因此優(yōu)選的是將極距X的值確定成使得由這些諧波分量的總和引起的感應(yīng)電壓失真變得最小。
[0031]本發(fā)明的發(fā)明人執(zhí)行相關(guān)測試來找出極距X與關(guān)于下述情況中的每一種情況的諧波分量對感應(yīng)電壓的作用之間的關(guān)系:磁通波為180度的矩形波的情況；磁通波為150度的梯形波的情況；以及磁通波為90度的梯形波的情況。在該測試中，下文限定的失真被用作指示諧波分量的作用的參數(shù)。失真通過對五次諧波分量、七次諧波分量、十一次諧波分量和十三次諧波分量的平方的總和進(jìn)行計算以及對該總和的平方根與基波分量的比率進(jìn)行計算而獲得。
[0032]圖2至圖4示出了關(guān)于以上三種情況中的每一種情況的磁通波的基波(一次諧波)分量、五次諧波分量、七次諧波分量、十一次諧波分量和十三次諧波分量的大小。對以上三種情況中的每一種情況而言，獲得了關(guān)于一次分量、五次分量、七次分量、^ 次分量和十三次分量中的每一者的極距X的值與感應(yīng)電壓的大小之間的關(guān)系(見圖5A、圖6A和圖7A)。
[0033]其后，獲得了關(guān)于以上三種情況中的每一種情況的失真與極距X的值之間的關(guān)系(見圖5B、圖6B和圖7B)。根據(jù)測試，發(fā)現(xiàn)對所有上述三種情況而言，失真在極距X大約為156度時變得最小。
[0034]因此，在本實(shí)施方式中，極距X被設(shè)定為156度以使由于磁通波的諧波分量而引起的感應(yīng)電壓失真最小化。附帶地，如圖8中所示，轉(zhuǎn)子2與定子3之間的徑向距離G設(shè)定得比與永磁體5的按電角度計12度(=(