[发明专利]低空间谐波单双层绕组径向磁通五相永磁同步电机

说明书

低空间谐波单双层绕组径向磁通五相永磁同步电机，属于电机领域，本发明为解决采用分数槽集中绕组的五相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中的谐波含量较大的问题。本发明包括定子和转子，定子同轴设置于转子外部，定子沿周向设置10个定子槽单元，五相绕组的绕制方式相同，且B相、C相、D相和E相绕组相对于A相绕组在空间位置上依次相差72°、144°、216°和288°；每相绕组包括两组线圈，每组中的两对线圈在空间位置上相差180°，每对线圈设置在1个双层绕组槽及两侧的2个单层绕组槽中，每对中的两个线圈绕制方向相反，线圈节距为γ；两组线圈串联为一组绕组；限定两组线圈在空间位置上的夹角ξ值和线圈节距γ值，用以削弱合成磁动势中近极次谐波的幅值。

技术领域

本发明涉及一种抑制低次谐波技术，属于电机领域。

背景技术

五相永磁同步电机系统继承了传统三相永磁同步电机系统高功率密度，高转矩密度，高功率因数和高效率的优点，而且由于其相数的增多，相比三相电机系统具有更强的容错运行能力，更多的控制自由度，在航空航天，多电飞机，电动汽车和船舶推进等对设备可靠性要求较高的领域具有广阔的应用前景。但采用分数槽集中绕组的五相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中含有较多的谐波，非工作次谐波相对于转子非同步旋转，因此在转子永磁体中感应出涡流，尤其对于表贴式五相永磁同步电机，永磁体位于转子铁心表面，相比永磁体位于转子铁心内部的内置式永磁同步电机，更容易受到定子绕组合成磁动势谐波的影响，从而产生较大的涡流损耗，导致电机的运行性能下降。

发明内容

本发明目的是为了解决采用分数槽集中绕组的五相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中的谐波含量较大，尤其是近极次谐波幅值较高且相对转子非同步旋转，在转子永磁体中造成较大涡流损耗的问题，提供了一种低空间谐波单双层绕组径向磁通五相永磁同步电机。

本发明所述低空间谐波单双层绕组径向磁通五相永磁同步电机，包括定子和转子，定子同轴设置于转子外部，

定子沿周向设置10个定子槽单元，每个定子槽单元包括4个单层绕组槽与2个双层绕组槽，五相绕组的绕制方式相同，且B相、C相、D相和E相绕组相对于A相绕组在空间位置上依次相差72°、144°、216°和288°；

每相绕组包括两组线圈，每组中的两对线圈在空间位置上相差180°，每对线圈设置在1个双层绕组槽及两侧的2个单层绕组槽中，每对中的两个线圈绕制方向相反，线圈节距为γ；两组线圈串联为一组绕组；

两组线圈在空间位置上的夹角为ξ，按限定条件：

确定ξ值，

然后按限定条件：

确定线圈节距γ值，

用以削弱合成磁动势中近极次谐波的幅值。

优选地，每个定子槽单元中，2个双层绕组槽位于左右边界，4个单层绕组槽对称设置在2个双层绕组槽之间，每相绕组的每对线圈绕制位置为：每对线圈设置在1个双层绕组槽和两侧的2个单层绕组槽中，其中1个单层绕组槽与该双层绕组槽间隔两个单层绕组槽，另1个单层绕组槽与该双层绕组槽间隔1个双层绕组槽。

优选地，以其中一对相邻两个双层绕组槽作为1号、2号槽，依此，沿周向依次定义出定子的60个定子槽的编号，其中40个单层绕组槽和20个双层绕组槽。

优选地，

相邻两个双层绕组槽之间的夹角λ₁，

相邻单层绕组槽与双层绕组槽之间的夹角λ₂，

每个定子槽单元中的左右两对相邻单层绕组槽，每对的两个单层绕组槽的夹角λ₃，