[发明专利]一种分数槽集中绕组定子

说明书

技术领域

本发明涉及一种分数槽集中绕组定子。

背景技术

众所周知，与整数槽定子相比，采用分数槽绕组可以用较少槽数获得相当于多槽的分布系数，有效改善电势波形，在不使用斜槽的情况下也可以有效削弱绕组中齿谐波电动势，降低转矩波动。尤其是绕组节距y=1的分数槽集中绕组，由于绕组工艺性好、绕组端部短利用率高, 使得电机功率度高,大大改善了电机性能, 在中小型永磁无刷电动机和永磁交流伺服电动机中获得广泛应用。

然而，目前普通分数槽集中绕组存在以下缺点：定子内圆圆弧与气隙同心，形成的电势波形为梯形波，影响电机的振动噪音，为了减小电机的振动噪音，通常在控制器中通过PWM调节占空比来调节电势波形，使得控制器成为电机的专用控制器，产量小价格高影响高效节能型永磁电机的推广；定子内圆圆弧均与分布，起动过程中可能存在死点；定子采用半闭口槽，定子绕线不方便，一方面绕线效率低下无法提高产量，另一方面，无法把槽内空间绕满，定子齿上绕组之间存在相当大的空间，既影响散热，又降低了电机内部的空间利用率，使电机体积加大。

发明内容

本发明的目的是提供一种分数槽集中绕组定子结构，以克服现有技术方案的缺点。

 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分数槽集中绕组定子结构，由绕组线圈（3）、定子轭（1）和若干组定子齿组成，每组定子齿包含两个齿，两个齿组合成闭口槽结构或槽口极小的半闭口槽结构，其中一个为平行齿（2）、极弧宽度大；另一个为梯形齿（4）、极弧宽度小，极弧宽度的大小比例约为2:1，以降低强度较大的低次谐波分量。梯形齿（4）和定子轭（1）是分块的，绕组线圈（3）绕在平行齿（2）上，绕好线后把梯形齿（4）装入定子轭（1），使定子内圆形成闭口槽结构或槽口极小的半闭口槽结构。定子内圆采用偏心结构，齿中心的气隙宽度最小；齿边缘的气隙宽度最大，为4-8倍的最小气隙宽度；大小气隙用偏心圆弧平滑过度。

 本发明由于采用了偏心结构和闭口槽结构（或槽口极小的半闭口槽结构），绕组线圈（3）形成的电势波形更接近正弦波，槽齿效应更小，因此可以降低电机的振动噪音，而不必采用专用控制器调节电势波形来控制振动噪音。同时，永磁转子涡流损耗减小，提高了电机效率。

 本发明由于采用了极弧宽度不相等的两种齿，电机静止时转子磁钢中心吸力最大处自动对准极弧宽度小的齿，但极弧宽度小的齿上没有绕组线圈（3），绕组线圈（3）在极弧较大的齿上，电机起动时极弧较大的齿通电，吸引转子转动，因此可以完全消除了起动过程中死点；同时由于采用了闭口槽并且大小气隙平缓过度，槽齿效应很弱，电机起动过程平稳而快速。

 本发明的绕组线圈（3）绕在平行齿（2）上，梯形齿（4）在绕线完成后再装入定子轭（1），提高了电机内部的空间利用率，绕线的工艺性得到极大的改善，即使计算槽满率在90%绕线依然很方便。与普通分数槽集中绕组定子结构相比，本发明的齿宽和轭宽可以加大，从而使磁动势安匝数减少，在同等电流、功率、转速的前提下，绕组线圈（3）匝数可以减少，从而节省电机的用铜量。

 本发明的有益效果是：一是电机振动噪音小。可以采用普通的方波控制器，就达到专用控制器的效果，增加控制器的通用性，有利于降低控制器的生产和维护成本、推广高效节能型永磁电机。二是电机功率大、效率高。电机内部的空间都得到充分利用，在同等体积和转速的前提下，电机的功率和效率都得到提高；尤其是电机效率区间，在高速和中速都有较高的效率，而普通结构的电机只有在高速的时候具有较高的效率。三是可以节省绕组线圈（3）的用铜量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是包含定子轭（1）和平行齿（2）的定子冲片图。

图2是包含绕组线圈（3）、定子轭（1）和平行齿（2）的定子半成品图。

图3是梯形齿（4）定子冲片图。

图4是梯形齿（4）装入定子轭（1）后的带绕组定子成品图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。但本发明不局限于这些实施例。