[发明专利]带槽电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，其具有一用复数个叠片层叠而成的定子，其中，所述叠片具有复数个槽，这些槽布置为可安置一绕组系统。

背景技术

在一感应电机中使用常规的槽，尤其是永磁同步电机所用的槽时，沿定子叠片轮廓的锐利棱角上会像专业文献《磁通分布及铁芯损耗分析))(Analysis of Flux Distribution and Core Losses)中所描述的那样产生局部磁饱和现象。传统感应电机所用的槽为多边形槽，其基面基本呈矩形或梯形，因而会产生额外的铁损。

发明内容

从上述情况出发，本发明的目的是避免感应电机，尤其是避免永磁同步电机由于局部磁饱和现象而产生铁损。

这个目的解决方案为，每个槽均基本呈圆形，并具有两个彼此垂直的被称为“纵轴”和“横轴”的不同对称轴。

借此可使磁场均匀化，从而达到减小损耗的目的。

一种实施方式是将槽建构为椭圆形槽。借此可消除棱角处的材料发生磁饱和现象时所造成的负面效应。另一方面，特别在具有绕齿线圈绕组、定子槽数相对较少且具有明显极靴区的电机中，通过避免磁路受到锐利棱角的消极影响，可改善气隙区、与空气作用相同的绝缘区和覆铜区内的整体磁场分布。

虽然槽的横截面区域与矩形相比少了因数∏，但例如在使用绕齿线圈技术的情况下，这一点并无大碍，这是因为在定子槽数相对较少(例如6个、9个或12个)和电机直径相应较大的情况下，无论如何都存在足够大的空间。在采用绕齿线圈技术的情况下，与定子槽数相对较大相比，由于各槽区域内的椭圆形轮廓而引起的磁场均匀化会给电机带来更大的积极影响。

通过避免齿顶，也就是气隙区域内出现不期望的幅值磁通密度，可减小这一区域内的局部表面损耗密度。

附图说明

下面借助附图所示的实施例对本发明和从属权利要求所述的其他有利建构方案进行详细说明，其中：

图1为一电机的原理图；

图2为一叠片；

图3和图5为另一叠片；

图4为一槽口的详图；以及

图6为一六槽叠片。

具体实施方式

图1显示的是一未详细图示的电机的基本构造，所述电机具有一由复数个叠片1构成的定子2。以示意图形式显示的转子14配有复数个永磁体，这些永磁体或者布置在转子14的叠片组的沿轴向延伸的间隙中，或者定位在转子14的表面上并通过一绷带固定在转子表面上。

如图2所示，定子2的叠片1具有复数个基本沿轴向延伸的椭圆形槽3。其中，椭圆5的纵轴4平行于与这个槽3对应的气隙的一假想切线13。椭圆5的横轴7垂直于这个假想切线13。纵轴4和横轴7构成椭圆5的对称轴。

图3显示了以椭圆5形式出现的槽3的多种不同的布置方式。椭圆5的纵轴4与各气隙切线13之间的不同夹角α、β可存在于一叠片1或一叠片组中。纵轴4分别布置为与槽3的一假想气隙切线13之间存在一预定夹角α或β。

但一叠片1或一叠片组的槽3只能具有一个预定角α或β。

椭圆形槽3的槽口6有利地具有一跨越定子2的轴向长度的斜度。这个斜度用于减小止动转矩。这个斜度有利地在0.5个槽距和两个槽距之间。

无论采用何种实施方式，借此可减小叠片1的铁磁材料在电机工作过程中的局部表面损耗密度。

设置在槽3中的绕组系统12为短节距绕组(fractional-pitch coils)或绕齿线圈(toothed coils)。例如借助已知的针式绕线器将绕组系统12插入槽3之后，对绕组进行灌封，必要时用合适的材料充填及封闭形成在图4所示的两个齿顶16之间的槽口6。这些封槽元件15实施为非磁性或磁性元件，有利地定位在齿顶16的沿轴向延伸的间隙17中。

如图5所示的另一实施方式是，槽3并不建构为严格意义上的椭圆形，而是特别在槽数较少(例如6个)时，分别在其纵轴4的末端处与气隙分布相匹配。

本发明的电机实施为四极电机(2p＝4)，其用三相电流供电的定子(2)如图6所示具有六个槽3。