[发明专利]双绕组低定位力矩内转子永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及的是永磁同步电动机的技术领域。

背景技术

定位力矩是永磁同步电动机固有的现象，是永磁同步电动机在未通电的状态便存在的、且与位置有关的定位力矩；定位力矩包括磁滞定位力矩以及磁阻定位力矩，主要是由于定子齿槽的存在使电机磁阻不均匀引起的。

定位力矩在直接驱动系统中直接产生波动力矩，影响较大，尤其对低速性能和位置控制系统的高精度定位有明显的影响，因而制约了永磁同步电动机在低速性能及高精度位置控制中的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种双绕组低定位力矩内转子永磁同步电动机，为了解决现有永磁同步电动机存在固有的定位力矩，而制约了永磁同步电动机在低速性能及高精度位置控制中的应用范围。

所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种双绕组低定位力矩内转子永磁同步电动机，是由第一绕组、第二绕组、第一组外定子磁极、第二组外定子磁极、第一轴承、第二轴承、永磁转子轭、外壳组成；第一绕组镶嵌在第一组外定子磁极中，第二绕组镶嵌在第二组外定子磁极中，第一组外定子磁极与第二组外定子磁极并排同轴设置在外壳的内侧，第一组外定子磁极和第二组外定子磁极的外圆面与外壳的内圆面连接，外壳的两端分别装有第一轴承、第二轴承，永磁转子轭设置在第一组外定子磁极和第二组外定子磁极内侧，永磁转子轭的外圆面与第一组外定子磁极的内圆面和第二组外定子磁极的内圆面之间设置有第一间隙和第二间隙；永磁转子轭的两侧轴端分别通过第一轴承、第二轴承与外壳转动连接，使永磁转子轭相对第一组外定子磁极和第二组外定子磁极同轴转动；第一组外定子磁极相对第二组外定子磁极圆周相位错位，错位角度为10度～13度。

本发明能有效的降低永磁同步电动机固有定位力矩，降低幅度为传统电机固定定位力矩的25%-30%，并具有结构简单、成本低廉的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1中A-A向剖视结构示意图；图3是图1中B-B向剖视结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1、图2、图3所示，它是由第一绕组1、第二绕组2、第一组外定子磁极3、第二组外定子磁极4、第一轴承5、第二轴承6、永磁转子轭7、外壳8组成；第一绕组1镶嵌在第一组外定子磁极3中，第二绕组2镶嵌在第二组外定子磁极4中，第一组外定子磁极3与第二组外定子磁极4并排同轴设置在外壳8的内侧，第一组外定子磁极3和第二组外定子磁极4的外圆面与外壳8的内圆面连接，外壳8的两端分别装有第一轴承5、第二轴承6，永磁转子轭7设置在第一组外定子磁极3和第二组外定子磁极4内侧，永磁转子轭7的外圆面与第一组外定子磁极3的内圆面和第二组外定子磁极4的内圆面之间设置有第一间隙3-1和第二间隙4-1；永磁转子轭7的两侧轴端分别通过第一轴承5、第二轴承6与外壳8转动连接，使永磁转子轭7相对第一组外定子磁极3和第二组外定子磁极4同轴转动；第一组外定子磁极3相对第二组外定子磁极4圆周相位错位，错位角度为10度～13度。

具体实施方式二：如图1、图2、图3所示，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述第一组外定子磁极3相对第二组外定子磁极4圆周相位错位，错位角度为11度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1、图2、图3所示，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述第一组外定子磁极3相对第二组外定子磁极4圆周相位错位，错位角度为11.5度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：如图1、图2、图3所示，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述第一组外定子磁极3相对第二组外定子磁极4圆周相位错位，错位角度为12度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理：永磁同步电动机的定位力矩是电动机在未通电的状态便存在的，且与位置有关的力矩，从来源分析，包括磁滞定位力矩以及磁阻定位力矩。。定位力矩在直接驱动系统中直接产生波动力矩，对电机的性能影响较大。

磁滞定位力矩是由于铁心材料的磁滞效应所产生的。当转子永磁磁场旋转时，主磁通在定子铁心中交变，由于铁磁材料的磁滞现象，气隙主磁通与永磁磁动势之间出现了相移变化，产生了损耗， 因此导致了磁滞转矩的产生。磁滞损耗的大小也就是磁化一周的磁滞回线的面积，由此所对应的转矩就是磁滞转矩的大小。

磁阻定位力矩即齿槽力矩，是由定子铁心开槽所引起的磁阻不均匀效应所导致的，当转子永磁磁动势作用与不均匀磁阻时所产生的磁阻转矩就是所谓的磁阻定位转矩。很明显，磁阻定位转矩大大小将随着定子齿槽的位置而变化。 

由于第一组外定子磁极3相对第二组外定子磁极4圆周相位错位，即其上的第一绕组1和第二绕组2在圆周空间相位错位，这样定子齿槽的位置也在圆周空间相位错位，第一绕组1对应的定子齿槽效应和第二绕组2对应的定子齿槽效应相互抵消，从而降低了电机定位力矩。