[发明专利]带磁性槽楔块的集中绕组电机

说明书

与相关申请的交叉参考

本说明书与题为“带磁性槽楔块的集中绕组电机”的美国专利申请(代理人编号为GP-308954-PTH-CD)相关，后者被全部引用于此作参考。

技术领域

本说明书总的说涉及电机，更具体地说是关于集中绕组电机。

背景技术

电机可以有分布绕组或集中绕组，本专业技术人员很清楚这些绕组之间的区别。在集中绕组电机中，定子可以分段制作，然后连接形成完整的定子。图1对此作了说明，该图是由一些定子段510构成的普通分段式定子500的剖视图。每个定子段包含齿体512和齿尖515。由齿体512形成处于各相邻齿间的定子槽520。每个定子段510在一个径向端与相邻的定子段510相接触，而在另一个径向端，齿512的齿尖515相隔一个距离505。距离505也可称为槽口。

普通定子结构包括固定齿定子和松套齿定子。在本说明书中，固定齿定子是指定子齿不允许相互运动的定子。分段式定子500可以称为固定齿定子，因为定子500是这样被组装的，使得单个定子段510被连接后不允许各定子齿512间相互运动。与此相反，松套齿定子允许各定子齿相互运动。松套齿定子的例子可在2005年1月18日颁发给Kolomeitsev等人的美国专利6,844,653中找到，该专利题为“带组合槽楔块和齿定位器的永磁电机定子设计”，我们把它引用作参考。

在将各分段式定子500组装之前，围绕每个定子段510缠绕的单个线包是通过绕绕线管(一般由塑料制成)绕制而成的。塑料绕线管用作槽衬垫，将绕组与定子片(铁片)绝缘开来。图2是具有绕塑料绕线管640绕制的线包630的普通定子段620的剖视图。

采用塑料绕线管640作槽衬垫的缺点是降低了槽的填塞度。就是说，由于塑料比较厚，因而减少了本来可以由线包匝630占据的定子槽体积。虽然纸绝缘槽衬垫比塑料槽衬垫薄一些，但纸绝缘槽衬垫不可能用在普通分段式定子结构中，因为不可能进行绕线管的定形绕制，这是由于线包绕纸绕制时纸往往被扭曲或割破。另外，用较多的铜(较厚的导体)填塞槽可降低铜损耗。铜损耗降低可改善机器的热性能。

为解决分段式定子结构的这个问题，可以把定子齿插入连续的定子背环内。图3是另一种普通固定齿定子700的剖视图，此定子是通过把定子齿720插入连续的定子背环710内而形成的。象图1的定子齿512一样，定子齿720在相邻齿之间形成定子槽725，且定子齿具有齿尖715，齿尖间形成小间隙即槽口705。在这种制作方法中，线包是与定子齿720分开绕制的。此后，可将纸绝缘槽衬垫绕齿安置，然后将线包插入没有齿尖715的定子齿720一端。在这之后，将定子齿720的同一端(即没有齿尖715的一端)插入定子背环710上的相应槽内而形成定子。

不过，图3所示定子制作方法的缺点是降低了定子机械结构的强度和刚度。因此，与图1所示分段式定子制作方法相比较，这种方法更容易引起不希望的震动和噪声。

因而，希望有一种固定齿定子，它能利用纸槽衬垫可增加槽填塞度的优点。同时，希望固定齿定子的刚度更好。此外，从下面结合附图和上述技术领域和背景所作的详细说明及后面的权利要求书，将会了解本发明的其它希望有的性能和特征。

发明内容

本发明提供的装置将改善集中绕组电机的工作特性。此装置包含固定齿定子，其定子齿围绕轴线呈环形安置，以在相邻定子齿之间形成定子槽，定子槽在各定子齿端部之间具有槽口。该装置包含一些导体绕组，它们围绕定子形成线包并占据一部分槽口，同时被连接到定子齿端部的磁性楔块将槽口复盖。

本发明提供一种改善集中绕组电机工作特性的方法。此方法包括制作带定子齿的固定齿定子，定子齿形成定子槽和相邻定子齿间的槽口，固定齿不允许相邻定子齿之间相互运动。该方法还包括将磁性楔块插入相邻定子齿之间以封闭槽口。

附图说明

下面将结合附图说明本发明，其中类似的数字表示相似的元件，附图中：

图1是由一些定子段组成的普通定子剖视图；

图2是线包绕塑料绕线管绕制的普通定子段剖视图；

图3是将定子齿插入连续定子背环内而形成的普通定子剖视图；

图4是按一个实施例的集中绕组电机的24-16几何结构示意图；

图5是图8中24-16几何结构的绕组分布示意图；

图6的曲线比较两种情况下嵌齿转矩与转子位置的函数关系，一种是具有按此实施例的磁性楔块的集中绕组电机，一种是具有如图5所示普通结构齿尖的普通集中绕组电机；