[发明专利]一种小型三相异步电动机及其电磁设计方法

说明书

本申请涉及一种小型三相异步电动机及其电磁设计方法，涉及电动机设计技术领域。一种小型三相异步电动机包括定子铁芯、线圈绕组、转子、转轴以及套设在定子铁芯上的绝缘骨架；定子铁芯上设有若干定子齿，绝缘骨架设有与定子齿相配合的绕线齿；每一相线圈绕组由若干个缠绕在单个绕线齿上的线圈根据设计进行串联或并联，三相线圈绕组具有六个引出线，采用星形或三角形接法。一种小型三相异步电动机的电磁设计方法，包括输入技术参数、确定电动机三圆尺寸、定子转子槽数槽型设计、绕组方式设计、电动机性能参数计算和有限元优化性能参数。本申请能有效减少电动机端部绕组长度，且能通过自动化机械下线来降低人工成本。

技术领域

本申请涉及电动机设计技术领域，尤其是涉及一种小型三相异步电动机及其电磁设计方法。

背景技术

小型三相异步电动机因其结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠等实用特点，广泛应用于工农业生产和人们日常生产中，比如拖动中小型轧钢设备、轻工机械、风机、水泵、粉碎机等场景。

目前，三相异步电动机一般采用方便制造的分布式绕组方式，小型三相异步电动机则采用单层链式或者单层交叉设计，这种单层绕组的方式具有结构简单、无需层间绝缘、方便嵌线等优点而得以广泛应用。而分布式绕组或者单层绕组由于跨距大，嵌线方便，线圈需要留足够长度的端部，比如小型2极三相异步电动机端部绕组占电动机铜线的2/3以上，而端部的绕组头并不能帮助电动机做功，反而浪费铜材、消耗能量，同时会增大电动机的轴向尺寸，限制了电动机在一些对尺寸有要求的场合的应用空间。

因此，便需要一种减小电动机端部绕组长度且能采用机械化下线来提高生产效率和绕组品质的小型三相异步电动机来应用在对电动机轴向尺寸有要求的场合。

发明内容

为了解决相关技术存在的缺陷，本申请提供一种既能有效减少端部绕组长度又方便线圈绕组相间绝缘隔离并适用于自动化嵌线的小型三相异步电动机及其电磁设计方法。

第一方面，本申请提供的一种小型三相异步电动机采用如下技术方案：

一种小型三相异步电动机，包括定子铁芯、线圈绕组、转子、与所述转子固定连接的转轴以及套设在所述定子铁芯上的绝缘骨架；所述定子铁芯上设有若干定子齿，所述绝缘骨架设有与所述定子齿相配合的绕线齿；每一相线圈绕组由若干个缠绕在单个绕线齿上的线圈按照设计进行串联或并联，形成每极每相槽数为1且节距为1的集中绕组方式；三相线圈绕组具有六个引出线，采用星形或三角形接法；缠绕在每个绕线齿上的线圈采用降低槽满率的方式来实现相间自动隔离，并采用多次浸漆或灌胶的方式来加强相间绝缘。

通过采用上述技术方案，利用绝缘骨架代替绝缘纸包覆于定子齿部，通过将三相线圈绕组缠绕在绝缘骨架的绕线齿上，从而隔绝了漆包线与定子铁芯并起到保护作用。线圈绕组采用每极每相槽数为1且节距为1的集中绕组方式，线圈绕组端部长度短，铜损小，效率就高，绕组无重叠，相间绝缘好，且线圈易机械下线，降低生产成本。三相线圈绕组具有六个引出线，可以绑在绝缘骨架的绕线齿上埋在电动机内部，也可以将六个出线头都引到接线盒中，然后根据使用者实际需要连接成星形或三角形接法。

可选的，所述定子齿采用平行齿且齿端部具有呈圆弧面的极靴，相邻两个所述定子齿之间形成定子槽，所述定子槽采用底部具有圆角的梯形槽或燕尾槽，所述定子槽具有用于机械化嵌线的槽口。

通过采用上述技术方案，定子齿采用平行齿，从而线圈沿齿部长度方向磁通密度均匀，有效减小了励磁消耗的安匝数。圆弧面极靴的设计，可以使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并对线圈绕组起到辅助限位的作用。定子槽采用梯形槽，可以增大槽内有效面积，且槽底部圆角的设计既方便了冲模的制造，也有效降低因应力集中而产生裂纹的概率。定子槽槽口由相邻的两个极靴形成，槽口尺寸满足机械化嵌线要求因此方便自动化生产来降低人工成本。

可选的，所述小型三相异步电动机的极数为4-8极，所述定子槽数根据电动机极数设计成4极12槽、6极18槽或8极24槽。