[发明专利]一种定子及其相应的无刷直流电机和三相开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种定子及其相应的无刷直流电机和三相开关磁阻电机。

背景技术

现有的电机定子铁芯圆内分别分布着均等的槽和齿，并在齿槽中绕有三相或者二相绕组，对于这种传统的电机在运转时会产生谐波磁势，造成电机脉动明显，电机设计师在设计电机时力图把消除谐波磁势当作重要内容来设计。目前消除谐波磁势的技术主要表现在于定子、转子绕组：包括单、双层叠式绕组、同心分布式绕组、分数槽分布式绕组上或转子铁芯形状呈正弦状，目的使气隙电势波呈正弦状。虽然在采用上述对应的分布式绕组时消除一定量的谐波磁势，但也带来槽齿较多、齿谐波量增大、绕线工艺复杂、线圈端部较长、漏磁量增多及电阻电抗增大等问题，对电机效率、功率、转矩产生下降的影响。而微型电机在实施分布绕组技术方案时往往操作较难。这就是微型电机功率因素提不高的原因。

发明内容

本发明提供一种定子，所述定子是通过改变其定子铁心形状，使极距变短而一极总的磁密不变，三齿极弧面气隙呈相似于正弦规律分布状，从而在电机运行时产生圆形旋转磁场，降低了电机的脉动现象，使电机启动平稳。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种定子，包含大齿和小齿，所述大齿和所述小齿周期交替排列，相邻的大齿齿身中性线与小齿齿身中性线之间的圆弧距离相同，若干条相同的齿槽伴生于大齿与小齿之间，大齿的齿顶弧面按正弦规律变化，大齿与转子间的大齿弧面气隙为中间小、两端大的正弦渐变气隙，小齿与转子间的小齿弧面气隙为均匀气隙且大于大齿两端气隙；在所述齿槽里嵌有线圈使构成的每相绕组的铁芯分别由小齿、大齿、小齿依次排列组成，每相绕组与其相邻绕组之间有一个共用的小齿，每相绕组极弧面气隙呈相似于正弦规律分布状。

进一步的技术方案是，所述大齿齿身宽度是所述小齿齿身宽度的二倍或二倍以上。

进一步的技术方案是，所述定子为内定子或外定子。

进一步的技术方案是，所述齿槽中心位置的槽口宽度为2㎜-3㎜。

进一步的技术方案是，所述定子作为单相或三相电机、多相电机或者发电机的定子使用。

一种带有权利要求1所述定子的无刷直流电机，还包括转子和电子换相装置，所述转子上设有若干对平行充磁或者径向充磁的N/S转子永久磁极；所述换相装置包括霍尔位置传感器和转子位置永久磁极，所述转子位置永久磁极与转子永久磁极同轴且极对数相同。

进一步的技术方案是，所述齿槽槽口宽度为2㎜-3㎜。

进一步的技术方案是，所述转子永久磁极为斜形。

进一步的技术方案是，所述定子的齿槽和所述转子永久磁极为斜形且呈交叉形状，定子的齿槽与转子永久磁极的斜度相等。进一步的技术方案是，所述无刷直流电机为二相无刷直流电机，所述定子包括A相绕组和B相绕组，所述A相绕组和所述B相绕组在空间上互为90°电角度，其中，每相绕组极数与所述转子永久磁极极数相同，即所述齿槽个数是转子永久磁极极数的四倍，转子永久磁极的一极极距为(0.65-1.0)πD/P。D为转子圆直径，P为极数。

进一步的技术方案是，所述霍尔位置传感器为二相，分别粘贴在空间位置互为90°电角度的A相铁芯磁极和B相铁芯磁极轴中心线一侧。

进一步的技术方案是，所述的转子永久磁极兼作转子位置永久磁极。

进一步的技术方案是，所述的二相无刷直流电机为二相无刷直流直线电机。

进一步的技术方案是，所述无刷直流电机为三相无刷直流电机，所述定子为包括A相绕组、B相绕组和C相绕组，所述A相绕组、所述B相绕组和所述C相绕组在空间上互为120°电角度，其中，每相绕组极数是所述转子永久磁极极数的1/2，即所述齿槽个数是转子永久磁极极数的三倍，所述转子永久磁极的一极极距为(0.8-1.0)πD/P。D为转子圆直径，P为极数。

进一步的技术方案是，所述的转子位置永久磁极与转子永久磁极同轴且极对数相同，转子位置永久磁极一极极距等于或小于转子永久磁极一极极距且在空间位置上互为90°电角度。

进一步的技术方案是，所述霍尔位置传感器为三相且在空间位置上互为120°电角度，分别设置在A相绕组、B相绕组和C相绕组的中性线处。