[实用新型]一种容错型半齿绕定子表面贴装式永磁电机

说明书

技术领域

本实用新型是一种结构简单、坚固，可靠性高、转矩输出能力较大、功率密度较高与单位磁钢出力大的电机，涉及电机制造的技术领域，且特别是一种有关于电枢绕组半齿绕的定子表面贴装式双凸极永磁电机。

背景技术

我国作为世界上稀土材料储藏量最大的国家，大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种新型永磁电机，具有重要的理论意义和应用价值。过去十多年来研究热点一直集中于以表面贴装式、插入式和内嵌式为代表的转子永磁型电机。然而，将永磁体放置于转子的电机类型在设计和运行过程中都会产生一系列问题，比如对永磁体粘贴在转子表面或插入转子凸极之间的结构，为了克服高速运行所产生的离心力影响，通常需要辅助的永磁体固定装置，增加了工艺与材料成本；对永磁体埋入转子铁心内部的内嵌式结构，则会影响转子的机械强度，并且需要辅助磁桥，同样会增加材料与制作工艺成本。此外，永磁体置于转子，不利于散热冷却，限制了电机的功率密度等。

基于上述原因，研究出能够克服上述缺点的新型结构永磁电机便成为电机工作者义不容辞的一个关键任务。目前，国际上已经出现了三种定子永磁型结构的电机，即单极性的双凸极永磁电机、双极性的磁通切换永磁电机和双极性的磁通反向永磁电机。其中，磁通反向永磁电机的结构原理是在每个凸极定子齿上并排安装两块极性相反的永磁体。其目的是为了获得双极性的永磁磁链，但该结构直接导致两块磁钢和定子齿形成短路，漏磁严重，降低了单位磁钢的利用率。

随着永磁体价格的不断上涨，节省永磁体用量，但又要保证高转矩密度、高功率密度，即单位永磁体转矩（转矩密度）大、单位永磁体功率（功率密度）大，成为电机研究者一致追求的目标。本实用新型的目的就是，提出一种新型的半齿绕定子表面贴装式双凸极永磁电机，使该电机不仅永磁体用量减少，槽面积增大，且互感减小，电机容错性加强，更为突出的是该电机单位永磁体用量所产生的转矩与功率都较大。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提出一种容错型半齿绕定子表面贴装式永磁电机，使得该电机结构简单、坚固，具有较强的转矩输出能力和较大的功率密度，更为突出的是该类型电机的单位磁钢转矩出力大，且互感减小，容错性得以提高，特别适合于作为交流调速系统的驱动元件。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种半齿绕定子表面贴装式双凸极永磁电机，其包括定子和转子，转子位于定子的内部或外部。

定子为凸极结构，设有突出于轭部以外的定子齿，定子齿之间形成电枢绕组槽，定子齿与电枢绕组槽沿圆周顺序交替分布；

在定子的定子齿旁设置有集中电枢绕组，在定子齿的顶端设置有永磁体；

其中：永磁体相间隔的设置在定子齿上，永磁体径向充磁的方向相同，集中电枢绕组设置在定子的定子齿上；组成集中电枢绕组的每个线圈的两个圈边分别位于定子的一个定子齿左边的电枢绕组槽和右边的电枢绕组槽中，且集中电枢绕组的线圈仅套在贴装有永磁体的一半定子齿上。

集中电枢绕组为三相集中绕组，分别为A相集中绕组、B相集中绕组和C相集中绕组，组成该三相集中绕组的每个线圈设置在定子上，依次相隔一个定子齿绕制，即所谓的半齿绕，该三相集中绕组结构相同；

A相集中绕组包括2个绕组线圈即第一A相绕组线圈和第二A相绕组线圈，且该2个绕组线圈分别设置在定子上，该2个绕组线圈径向相对，空间上相差180度，且该2个绕组线圈串联或并联组成A相集中绕组；

B相集中绕组包括2个绕组线圈即第一B相绕组线圈和第二B相绕组线圈，且该2个绕组线圈分别设置在定子上，该2个绕组线圈径向相对，空间上相差180度，且该2个绕组线圈可串联或并联组成B相集中绕组；B相集中绕组的2个绕组线圈分别与A相集中绕组的2个绕组线圈相隔一个定子齿，即空间上相差720/P_s度，其中：P_s为电机定子齿数；

C相集中绕组包括2个绕组线圈即第一C相绕组线圈和第二C相绕组线圈，且该2个绕组线圈分别设置在定子上，该2个绕组线圈径向相对，空间上相差180度，且该2个绕组线圈串联或并联组成C相集中绕组；C相集中绕组的2个绕组线圈分别与B相集中绕组的2个绕组线圈相隔一个定子齿，即空间上相差720/P_s度，其中：P_s为电机定子齿数。