[实用新型]一种双转子径向磁场永磁电机的定子结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双转子径向磁场永磁电机的定子结构，尤其适用于各类高效节能型工业部门的驱动系统。

背景技术

双转子永磁电机的结构是由一台内转子永磁电机和另一台外转子永磁电机组合而成，两者共用同一个定子。双转子径向磁场永磁电机的磁场方向垂直于转轴，区别于轴向磁场电机。（无特殊说明，下文所述双转子永磁电机特指双转子径向磁场永磁电机）。双转子永磁电机特别是它具有很高的功率密度和转矩密度，因而在采用价格相对低廉的铁氧体等永磁材料来降低制造成本的前提下，仍可保证电机具有相对较高的效率与输出转矩。双转子永磁电机的这一特性，使得其未来的发展在很大程度上可以缓解永磁电机的制造成本与性能的矛盾。

类比于传统的单转子电机，双转子永磁电机定子上固有的齿槽结构分别与内外转子永磁体间相互作用，所产生作用力的切向分量的波动将不可避免地引起齿槽转矩（由内外两部分齿槽转矩合成），从而降低了电机输出转矩的平滑度，增加了噪声与振动，严重影响电机的定位精度与伺服性能。

实用新型内容

本实用新型旨在针对现有技术的不足之处，提出一种双转子永磁电机的定子结构，通过改变定子齿槽方面的结构，实现对齿槽转矩的抑制，提高电机的工作效率与稳定性。双转子永磁电机的特殊结构，决定了其总的齿槽转矩是由内外两部分齿槽转矩合成，通过改变内外两部分转矩的相位关系，可实现两者间相互抵消的效果，则电机总的齿槽转矩可得到一定程度上的降低。

为实现上述技术目标，本实用新型提出一种双转子永磁电机的定子结构，包括定子轭部、定子齿、定子绕组线槽、定子绕组，以及相互配合的定子齿顶中部设有的矩形辅助槽。所述定子绕组线槽分别包括沿铁心外圆周上均匀设有的多个绕组线槽（外槽），以及沿铁心内圆周上均匀设有的多个绕组线槽（内槽）。所述定子绕组线槽沿铁心圆周上的均匀分布形成了所述定子齿，其中外槽的均匀分布形成了外表面定子齿，内槽的均匀分布形成了内表面定子齿。所述定子绕组呈环状分布，缠绕于定子内外线槽中，即每个线圈的两个有效边分别放置于内外槽中，如此可最大程度上缩短绕组端部长度，降低端部漏抗，提高效率。

本实用新型将定子绕组线槽沿定子铁心内外圆周上的分布情况进行改造，将其制作成一种外槽中心线与内槽中心线不再位于同一半径方向上的结构，即所形成的外表面定子齿与内表面定子齿沿铁心圆周完全错位分布的结构，并专门在各个定子齿顶中部增设了矩形辅助槽。

进一步，所述结构下外槽中心线与其所对应内表面定子齿的中心线将位于同一半径方向上；所述结构下内槽中心线与其所对应外表面定子齿的中心线将位于同一半径方向上。

进一步，所述矩形辅助槽为每个定子齿顶中部拥有一个，辅助槽的槽深一般不超过其所位于定子线槽深度的1/10，辅助槽的槽宽一般不超过其所位于定子齿宽的1/5。

本实用新型的有益效果是：（1）传统双转子永磁电机的定子结构为内外槽的中心线位于同一半径方向上，造成电机内外两部分齿槽转矩的相位一致，从而在两部分齿槽转矩经叠加后所引起总的齿槽转矩的幅值大于其中任一部分；采用本专利所述的定子结构，由于其内外槽的中心线不再沿径向对齐，相反地其各自的中心线是与另一圆周表面上相应定子齿的中心线沿径向对齐的，因此内外两部分齿槽转矩的相位在理论上将相差180度，经叠加后总的齿槽转矩将小于其中任一部分，从而提高了电机的性能；（2）由于在内外表面定子齿顶中部均设有矩形辅助槽，可提高齿槽转矩的最低次谐波次数，从而同时降低了内外两部分齿槽转矩的幅值，进一步可达到削弱总的齿槽转矩的效果。

附图说明

图1是本实用新型的双转子永磁电机的定子结构实例示意图；

图2是本实用新型的双转子永磁电机的定子齿槽局部示意图；

图3是本实用新型的双转子永磁电机的定子绕组线圈连接示意图。

图中，1、转轴；2、定子轭部；3、外表面定子齿；4、内表面定子齿；5、定子外槽；6、定子内槽；7、转子磁极；8、定子绕组；9、矩形辅助槽；10、定子绕组一个线圈的两个有效边。

具体实施方式

下面结合附图中的实例对本实用新型作进一步的说明。

参照图1所示，本实用新型的双转子永磁电机的定子结构，以3相24槽的双转子永磁电机的定子结构为例，它由定子轭部2、外表面定子齿3、内表面定子齿4、定子外槽5、定子内槽6、定子绕组8、矩形辅助槽9构成。

所述定子外槽5中心线与所述定子内槽6中心线不再位于同一半径方向上，即所形成的所述外表面定子齿3与所述内表面定子齿4沿定子铁心圆周完全错位分布。