[发明专利]一种低振噪性能的分数槽集中绕组永磁电机及设计方法

摘要

本发明公开了一种低振噪性能的分数槽集中绕组永磁电机及设计方法。属于旋转电机领域，在原有的槽极配和的电机基础上，相应的增加几个定子附加齿(具体个数根据电机的槽极配和而定)。以三相18/16电机为例，增加6个附加齿，计算各个定子槽口位置，绕组结构采用三相18/16电机对应的集中绕组结构。转子结构采用普通的表贴结构，径向充磁。本发明的优点在于，通过改变定子结构，降低气隙中绕组磁动势中齿谐波的含量，从而降低电机的振动和噪声，同时又保证了电机的转矩。此外，由于定子结构的变化，导致气隙中磁动势的次谐波含量降低，进而降低了永磁体中产生的涡流损耗。因此本发明对于电机的本体设计具有很大意义。

主权项

1.一种低振噪特性分数槽集中绕组永磁电机，其特征在于，包含定子(1)，转子(2)；定子(1)和转子(2)之间具有气隙；定子(1)开槽形成对称定子齿(15)、不对称定子齿(16)以及附加定子齿(17)；定子齿上绕有绕组，绕组包括线圈A(101)和线圈B(102)，线圈A(101)绕在不对称定子齿(16)和附加定子齿(17)上，线圈B(102)绕在对称定子齿(15)上；绕组连接方式按照槽电势星型图(200)；转子(2)为表贴式结构，含有永磁阵列(300)，定子(1)在整个圆周上不是完全对称的，设计不同的定子齿结构，以降低绕组在气隙中产生磁动势谐波的齿谐波含量，最终降低电机的损耗、振动和噪声；所述对称定子齿(15)，不对称定子齿(16)以及附加定子齿(17)满足关系：对称定子齿(15)对应的角度为2θ₃，不对称定子齿(16)对应的角度为θ₃+θ₄，附加定子齿(17)对应的角度为2θ₅，θ_y表示绕组中的线圈A(101)或线圈B(102)跨过的角度，则电机的节距因数满足以下公式：式中，v表示绕组在气隙中产生的磁动势谐波对应的极对数，对于分数槽集中绕组而言，θ_y的值表示为：其中，Z表示电机的定子齿数；此外，还满足以下公式：对于三相18/16电机，基波对应的磁动势谐波极对数为8，k_p8为基波对应的绕组磁动势的节距因数，kd₈为基波绕组磁动势的分布因数，同时，对称定子齿(15)，不对称定子齿(16)以及附加定子齿(17)的大小满足约束条件：6θ₃+12(θ₃+θ₄)+12θ₅＝2π。