[发明专利]一种定子齿交替变化的永磁电机

说明书

本发明公开了一种定子齿交替变化的永磁电机，包括定子；定子包括多个定子叠片，多个定子叠片同轴固定并冲压为一体；每个定子叠片均包括一个定子环和多个定子齿，多个定子齿沿定子环的内环壁环周均匀固定；并且定子齿包括第一定子齿和第二定子齿，第一定子齿为带有齿靴的直齿，第二定子齿为无齿靴的直齿；且第一定子齿与第二定子齿交替设置。本发明能够克服现有永磁电机的定子齿槽结构使电机在磁路饱和与不饱和的情况下的转矩性不能得到较好平衡的问题。

技术领域

本发明属于永磁同步电机技术领域，涉及一种定子齿交替变化的永磁电机。

背景技术

永磁同步电机具有转矩密度高、体积质量小、控制精度高、布置灵活、免维护等特点，在航空航天、国防武器、高技术船舶、机器人等领域具有广泛的应用。

对于现有的永磁同步电机，如图1所示，定子铁心多采用等齿宽、有齿靴的结构。由于齿靴的存在，槽口宽度较小，电机的漏磁较少，空载主磁通较大，因而在磁路没有达到饱和的线性段，电机转矩特性好，转矩密度高。但是，在转矩高过载区，由于槽口宽度很小，电枢反应使得电机磁路过度饱和，转矩-电流特性曲线呈现严重的非线性，非线性度激增，因此在限定的峰值电流下，峰值转矩常常达不到要求。

永磁力矩电机是一种特殊的永磁同步电机，其特点是低转速大力矩输出，因此过载能力(即过载转矩与额定转矩的比值)是一项重要的性能指标。为了提高过载能力，如图2所示，永磁力矩电机多采用径向等齿宽、无齿靴的直齿结构。由于该结构具有较大的槽口宽度，能够有效抑制高过载时由电枢反应所带来的磁路饱和，因而可以显著提高永磁力矩电机的峰值转矩，改善电机的过载能力。然而，槽口过宽会导致电机转子永磁体产生的漏磁较大，空载主磁通减小，因此在电机转矩-电流特性曲线的线性段，转矩性能比较差，降低了电机的转矩密度。具体来讲，现有永磁同步电机和永磁力矩电机的转矩-电流特性曲线如图4所示：

(1)在磁路非饱和区，有齿靴的永磁同步电机具有较大的转矩/电流比和转矩密度，而直齿结构的永磁力矩电机的转矩密度相对偏低；

(2)在磁路饱和区(即绕组电流较大)时，有齿靴的永磁同步电机呈现严重的饱和特性，转矩/电流比急剧减小；相比之下，直齿结构的永磁力矩电机呈现出更优越的过载能力。

目前，永磁同步电机的定子齿结构要么都有齿靴，要么全是无齿靴的直尺结构，无法同时兼顾非饱和区的转矩密度和高饱和区的的过载能力这两项指标，在一定程度上限制了永磁同步电机在特殊领域的应用。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：克服现有永磁电机的定子齿槽结构使电机在磁路饱和与不饱和的情况下的转矩性不能得到较好平衡的问题，提供了一种定子齿交替变化的永磁电机。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种定子齿交替变化的永磁电机，包括定子；

定子包括多个定子叠片，多个定子叠片同轴固定并冲压为一体；

每个定子叠片均包括一个定子环和多个定子齿，多个定子齿沿定子环的内环壁环周均匀固定；

并且定子齿包括第一定子齿和第二定子齿，第一定子齿为带有齿靴的齿，第二定子齿为无齿靴的直齿；

且第一定子齿与第二定子齿交替设置。

进一步地，定子的槽口宽度大于第一定子槽宽；第一定子槽宽是当定子上的定子齿全部为第一定子齿时定子槽口的宽度。

进一步地，定子的槽口宽度小于第二定子槽宽；第二定子槽宽是当定子上的定子齿全部为第二定子齿时定子槽口的宽度。

进一步地，第一定子齿与第二定子齿的齿宽和齿高均相同。

进一步地，沿定子轴向，定子上对应位置的定子齿均为第一定子齿或第二定子齿。