[发明专利]闭口槽永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，具体是一种闭口槽永磁同步电机。

背景技术

与其他传统电机相比，永磁电机具有更高的效率和转矩密度，被越来越多地应用于各种驱动系统，如船舶推进器、电梯曳引机、采油设备、机器人、数控机床、电子生产设备等。电机设计中，必须满足低转矩波动。目前，市面上的永磁电机都是以有槽电机，其共同问题是齿槽转矩较大，它是由转子永磁体和定子齿之间的切向力产生的。齿槽转矩降低了电机的性能，特别在低转速、大转矩的电机中，齿槽转矩引起的噪声和振动影响电机的正常运转。

削弱齿槽转矩的传统方法是采用斜齿或制作无槽电机，斜齿方法加工难度大，对于分离定子的结构，由于定子每个齿分别叠装，无法采取斜槽的措施；普通的无槽电机采用特殊绝缘材料使得绕组固定在定子铁芯上，而不是“槽”内，定子本身不开槽，工艺复杂，且分布没有有槽电机绕组均匀对称，转矩波动也较大。然而，由于分布绕组或者整体冲片的集中绕组式电动机需要嵌线或者勾线，决定了定子槽必须开适当大小的槽口以提高工艺性，而在电机实际制作过程中，向外开口的定子槽绕线难度明显小于向内开口的定子槽。

发明内容

本发明提供一种闭口槽永磁同步电机，简化制造工艺流程，提高电机运行性能，特别是在低速运行时的性能。

本发明是以如下技术方案实现的：一种新型闭口槽永磁同步电机，包括定子和安装在电机轴上的转子，转子在定子内，和定子同轴；在所述定子的外缘上有多个沿圆周均匀分布的槽口向外的定子槽，定子槽中嵌装有定子绕组；在定子外缘上安装有封闭槽口的衬套。

原理是：电动机的齿槽转矩来源于定子齿槽的存在。由于定子的硅钢片是导磁材料，与槽口处的空气相比，其相对磁导率远高于空气，造成由转子到定子的磁路上磁阻分布的不均匀，由此产生了磁阻转矩。随着转子的旋转，磁阻转矩将呈现上下脉动的形式，也即齿槽转矩。如果将槽口闭合，使定子圆周方向的磁阻一致，则从根本上消除了齿槽转矩产生的原因，理论上齿槽转矩将为零。在定子组件上，用衬套封闭了原有定子铁芯冲片上的槽口，布线时，仍按原有布线方法，把绕组在定子上按普通有槽电机方式布线，保留了有槽电机绕组分布均匀对称和定子槽外开口绕线工艺性强的优点，使用时转矩波动小。

本发明的有益效果是：对于定子槽外侧开口集中绕组式电机，用衬套封闭定子槽的槽口，有效地解决了齿槽转矩问题。在原先制造工艺未做重大改变和电机本身体积基本未增加的基础上，改善了电机运行平稳性，转矩波动小。

附图说明

图1是本发明径向截面示意图。

图2是本发明圆环组式衬套示意图。

图3是安装圆环组式衬套的永磁同步电机结构简图。

图4是螺旋圈式衬套示意图。

图5是安装螺旋圈式衬套的永磁同步电机结构简图。

图6是套筒式衬套示意图。

图7是安装套筒式衬套的永磁同步电机结构简图。

图中；1：定子，2：电机轴，3：转子，4：定子绕组，5：定子槽，6：齿，7：衬套，8：永磁体，9：气隙，10：圆环，11：圆环组，12：螺旋圈，13：套筒，14：套筒槽。

具体实施方式

实施方式1

如图1所示，以24槽4极定子槽外开口式的内埋式永磁同步电机为例，包括定子1和安装在电机轴2上的转子3，转子3在定子1内，和定子同轴；转子3内永磁体8的布置方式与传统内埋式永磁同步电机相同；定子1上设有定子绕组4，定子1上有定子槽5均匀分布在定子的外侧以及对应形成的齿6，定子槽5开口向外侧，定子绕组4嵌线完成后再安装衬套7。衬套7是如图2所示的圆环组11，即衬套7是由内径与定子1的外径配合的一组表面带绝缘层的圆环10组成的圆环组11。衬套7所用材料与定子1相同。为了减小涡流损耗的影响，圆环10的宽度要求越窄越好，根据安装工艺的需求可以适当放宽圆环10的宽度，圆环10的厚度随定子槽开口的宽度增加而增加，综合考虑对电机运行性能和安装工艺的影响，通过实验确定其宽度和厚度；圆环10的表面通过涂粘结剂的方式达到加固和环与环之间相互绝缘的目的。如图3所示，圆环组11以过盈配合的方式安装在定子1的外侧，通过此方式达到封闭槽口的目的。

实施方式2