[发明专利]一种能够降低径向电磁激振力的具有不规则齿顶的电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是关于一种能够降低径向电磁激振力的具有不规则齿顶的电机。

背景技术

现代社会已无法离开电机，电机的应用遍及交通运输、工农业生产、信息处理，以及日常生活的各个领域。电机的种类繁多，结构也各有不同，有异步电机、永磁电机、电励磁电机等。各类电机在旋转过程中都会产生振动和噪声。噪声是一种环境污染，人们如果长时间工作在噪声比较大的环境中，会对健康产生不良的影响；在军工领域振动噪声也会产生危害；在日常生活中电机的噪声过大也会产生一定问题。家用电器的噪声应该尽量小，不能够影响所处环境中的人们的正常生活。对电机本体而言，振动会造成电机铁芯形变、转轴偏心等不利后果，对电机的使用寿命也有所影响。因此，降低电机的振动和噪声具有非常重要的意义。

电机的气隙中存在着基波磁场和一系列的谐波磁场。在电机运行过程中，这些气隙磁场之间相互作用，将会产生作用于电机铁芯上的切向及径向的电磁力；其中，切向电磁力产生转矩，而径向电磁力引起定子铁芯变形。各种极对数、各种转速的径向电磁力波都分别作用在定子、转子铁芯上，使定子铁芯和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向形变，因此产生振动和噪声。

电机中的噪声是由铁芯形变引起振动并向外传播造成的。而铁芯之所以会发生形变，是因为气隙磁场作用在定子铁芯上而产生径向力。根据麦克斯韦张量法，单位面积上的径向电磁力用径向电磁力密度表示为：

Pr=Br22μ0]]>

式中，P_r为径向电磁力密度，B_r为径向磁通密度，μ₀为空气的磁导率。

由上式可见，通过减小径向磁通密度B_r可以减小单位面积上的径向电磁力，然而直接减小径向磁通密度B_r将导致电机的气隙平均磁通密度减小，使电机的转矩和功率密度降低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够降低径向电磁激振力的具有不规则齿顶的电机，从而保证在不降低转矩和功率密度的情况下，能够减小单位面积上的径向电磁激振力，实现减振降噪的目的。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种能够降低径向电磁激振力的具有不规则齿顶的电机，其特征在于：在定子铁芯上或转子铁芯上或定子铁芯和转子铁芯上同时设置若干具有不规则齿顶的齿。

所述齿的齿顶由若干个小齿构成，每个小齿采用锯齿形、梯形、半圆形、半椭圆形或波浪形结构。

所述锯齿形结构采用单向锯齿结构。

所述单向锯齿结构中的斜边与径向边之间的夹角根据需要进行选择。

所述锯齿形结构采用双向锯齿结构。

所述双向锯齿结构中的两斜边之间的夹角根据需要进行选择。

所述齿用于定子齿、转子齿或电励磁同步电机的磁极上。

所述电机采用内转子电机或外转子电机。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明由于在定子铁芯上设置若干具有不规则齿顶的齿，该齿的齿顶由若干个小齿构成，每个小齿采用锯齿形、梯形、半圆形、半椭圆形或波浪形等形状，因此本发明与现有技术中的平顶齿相比能够加大齿顶周长，从而保证在不降低转矩和功率密度的情况下，能够减小单位面积上的径向电磁激振力，实现减振降噪的目的。基于以上优点，本发明可以广泛应用于异步电机、电励磁同步电机和开关磁阻电机等各类电机中。

附图说明

图1是普通永磁电机的截面图；

图2是图1中普通永磁电机展开成直线的一对极范围的示意图；其中，F_r’表示定子铁芯的齿受到的径向力；

图3是定子铁芯齿的齿顶采用单向锯齿结构时本发明电机的示意图；

图4是图3中齿的局部放大示意图和受力情况示意图；

图5是定子铁芯齿的齿顶采用双向锯齿结构时本发明电机的局部结构示意图；