[实用新型]一种用虚槽法削弱永磁电机嵌位转矩的定子铁芯

说明书

技术领域

本实用新型属于永磁电机领域，涉及永磁电动机和永磁发电机，具体涉及一种用虚槽法削弱永磁电机嵌位转矩的定子铁芯。

背景技术

永磁电机的转子上安装了p对N、S相间的永磁体，定子铁芯上冲制出Z个齿和槽，槽中装有电枢线圈。在电枢线圈不通电情况下，N、S永磁磁极与定子铁芯齿的相对位置总是取每个磁极下获得最大磁导的位置。不论是顺时针方向还是逆时针方向转动转子使其脱离上述最大磁导位置，都必须沿转动方向施加一个转矩，这个转矩一般称作嵌位转矩(齿槽转矩或定位转矩)。由于嵌位转矩的存在，使电动机的输出转矩波动，引起转速波动和机械噪声；由于嵌位转矩的存在，使发电机电势波形畸变和引起机械噪声。

为了减小和克服嵌位转矩，现行方法是：(1)将定子铁芯或转子永磁体沿轴向扭斜一个定子齿距；(2)采用不等弧长的永磁磁极；(3)采用分数槽绕组；(4)在定子齿上增加辅助槽；(5)采用非均布槽等。这些方法中，只有第1种方法可以将嵌位转矩减小到接近于零，其他方法只能削弱嵌位转矩而不能消除嵌位转矩，况且，有些方法还会衍生一些不允许的后果。方法1虽然能够有效地削弱嵌位转矩，但是当定子铁芯槽数少及定子铁芯轴向长度短时，这种方法就不能或不便使用；另外，对于要求相反电势平顶宽度大于或等于120°电角度的电机来说，方法1虽然能抑制嵌位转矩却伴生了电磁转矩脉动。

实用新型内容

本实用新型提供一种用虚槽法削弱永磁电机嵌位转矩的定子铁芯，在不提高电机成本将嵌位转矩减小到近于零且改善了梯形波反电势波形。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

电机包括机壳、端盖、轴、轴承、永磁转子和定子，其特殊之处在于：其永磁转子为p对N、S相间的永磁转子；定子为带有Z个实槽和Z个虚槽的叠片定子铁芯，实槽与虚槽间相差30°电角度，实槽中嵌入电枢线圈，虚槽仅开有槽口，定子铁芯沿轴向扭斜30°电角度。

上述的虚槽与实槽槽口尺寸相同。

本实用新型的优点如下：

对于槽数较少，轴向长度较短的电机来说，只需将铁芯扭斜半个实槽距即可将嵌位转矩削减到零；这种简便方法还提高了基波绕组因数，加宽了梯形波反电势平顶宽度，使方波发电机AC/DC变换时几乎不需加滤波器，使方波永磁无刷直流电动机电磁因素引起的转矩脉动大大减小。

附图说明

图1是定子冲片的结构示意图；

图2是外定子铁芯的扭斜结构示意图。

图中，1-定子铁芯，2-定子冲片，3-实槽，4-虚槽，5-实槽槽口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型应用于永磁电动机和永磁发电机中，电机除了一般电机包含的机壳、端盖、轴承、冷却系统外，还有p对N、S相间的永磁转子。

参见图1和图2，本实用新型的定子铁芯1由多个定子冲片2构成，每个定子冲片2上设置有Z个实槽3和Z个虚槽4，实槽3与虚槽4间相差30°电角度，实槽3中嵌入电枢线圈，在叠压过程中顺圆周方向将定子铁芯扭斜30°电角度(相当于30°/p空间角度)，并按设计叠压为L长，然后在定子铁芯1槽内按需要嵌放电枢绕组线圈，虚槽4为空槽，虚槽4与实槽槽口5尺寸相同。