两相旋转磁场电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种两相旋转磁场电机，具有包含绕线齿(Z)的2p极定子，配置有以绕齿线圈技术实施的、包括两个绕组相(W1、W2)的绕组配置，其中所述绕组配置由包含多重嵌套线圈的成卷线圈组(G)构成，其中所述线圈组(G)的线圈段(T)从内向外同心包围布置，并且包括两个或更多个绕线齿(Z)，其中这样来设置所述绕线齿(Z)之间的槽(N)中的相应的线圈匝数，使得每槽(N)嵌线基本相同，并且每个槽截面的线圈的有效总导体截面相同。因此本实用新型专利技术实现了一种易于制造且造价低廉的、用来实施两相电动机的绕组系统。

Two phase rotating magnetic field motor

The utility model relates to a two-phase rotating magnetic field motor, which has a 2p-pole stator comprising a winding tooth (Z) and is configured with a winding configuration including two winding phases (W1, W2) implemented by the winding tooth coil technology, wherein the winding configuration is composed of a winding group (G) comprising multiple nested coils, wherein the coil group (G) is provided with a winding configuration. Section (T) is arranged concentrically from the inside to the outside and includes two or more winding teeth (Z), in which the corresponding number of coil turns in the slot (N) between the winding teeth (Z) is set so that each slot (N) is basically the same inlay and the effective total conductor cross section of the coil at each slot cross section is the same. Therefore, the utility model realizes a winding system for implementing two-phase motor which is easy to manufacture and low cost.

【技术实现步骤摘要】
两相旋转磁场电机
本技术涉及一种用于两相旋转磁场电机的绕组配置以及一种具有该绕组配置的两相旋转磁场电机。
技术介绍
由逆变器供电的永磁励磁同步电机(PM同步电机)应用于众多
出于成本原因，PM同步电机越来越多地配置所谓的绕齿线圈绕组(Zahnspulenwicklung)。绕齿线圈技术简化了PM同步电机的定子结构，还实现了分段式定子结构，从而能够按积木式设计原理对定子进行模块化制造。绕齿线圈绕组的缺点在于，绕齿线圈绕组形成较宽的气隙磁场谱(Luftspaltfeldspektrum)，该气隙磁场谱会视电动机设计的不同而或多或少地产生干扰性影响。关于绕齿线圈绕组，在现有技术中已知有不同的绕线方案。公开案US20120228981A1的目的是减小关于工作场波(Arbeitsfeldwelle)的分谐波并提出一种由每槽至少两个线圈边构成的多层绕组作为解决方案，其中第一槽内的线圈边的导体数不同于第二槽内的线圈边的导体数，其中线圈实施为绕齿线圈。公开案US20120001512A1提出一种槽数是现有技术两倍的定子。在此，线圈各自围绕两个齿。所述线圈的特征在于，在线圈节距相同的情况下匝数不同。公开案US20140035425A1也致力于利用造价低廉的绕组来减小非期望的谐波场(Oberfeld)。该案提出一种多层绕齿线圈绕组，其中一个相的各线圈具有不同匝数，并且齿承载了不同数目的绕齿线圈。这种绕组拓扑结构也不利于较小的极数。所谓的交流线路起动电动机存在线路起动功能的必要性，其中绕齿线圈绕组较宽的气隙磁场谱产生干扰性影响，因为由此产生的谐波转矩总体上会干扰直至阻止线路起动电动机的起动。因此，鼠笼式电动机和永磁线路起动电动机不适合配置现有技术中已知的绕齿线圈绕组。反之，例如以场定向方式依赖逆变器运行且越来越多地应用于高转速驱动装置领域的小型永磁同步电动机则基本上可用绕齿线圈技术加以实施。另一个基本问题是绕齿线圈绕组在低极数情况下的使用。由于绕齿线圈绕组基本上倾向于较高的极对数，因此，采用已知的绕齿线圈绕组只能极其有限地实现用于高转速驱动装置的低极数(例如2极或4极)永磁同步电动机。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是克服上述缺点并提出一种表现为绕齿线圈绕组的绕组拓扑结构，该绕组拓扑结构在低极数(2极和4极)情况下也能有效使用且还具有有利的绕组磁场谱(Wicklungsfeldspektrum)。这就需要一种易于制造且造价低廉的、用来实施两相电动机的绕组系统。根据以下所述的特征组合是本技术用以达成这一目的的解决方案。本技术的基本构思是设置一种为两个相采用特定绕线方案的绕齿线圈绕组，该绕齿线圈绕组优选包含两个绕组层，由包含多重嵌套线圈且节距优选连续变化的线圈组构成，其中所述线圈组的线圈段从内向外(线圈段的导体不交叉)同心包围布置，包括一或数个齿，并且在每槽嵌线基本相同以及每个槽截面的有效总导体截面相同的情况下，具有相同或不同的线圈匝数。特别优选地，线圈组沿直径对称布置，并且在空间上沿着周边部分重叠地布置在绕组层中。因此，本技术提出一种两相旋转磁场电机，具有包含绕线齿的2p极定子，配置有以绕齿线圈技术实施的、包括两个绕组相W1、W2的绕组配置，其中所述绕组配置由包含多重嵌套线圈(线圈段)的成卷线圈组构成，其中所述线圈组的线圈段从内向外同心包围布置，并且包括两个或更多个绕线齿，其中这样来设置或盘绕绕线齿之间的槽中的相应的线圈匝数，使得每槽嵌线基本相同，并且每个槽截面的线圈的有效总导体截面相同。特别优选地，线圈组在端部区域不重叠，也就是说，被实施成没有交叉的导体、交叉的线圈段或线圈组。因此，前述目的可以通过一种两相“多绕齿线圈绕组”而达成，其也是分布式绕齿线圈绕组。这种两相多绕齿线圈绕组的基本元件即全同件是q重绕齿线圈，其分别对半(在上层或下层中)占据定子的2*q个相邻槽。其中，因子q优选为q＝2、3或4。因此，在本技术的有利技术方案中设置如下：定子的相邻的绕线齿或槽部分地被一个绕组相缠绕，即，不是在上层中就是在下层中被缠绕。进一步有利地，线圈组的更靠外的线圈段的导体数高于或大于被该更靠外的线圈段同心包围的内线圈段的导体数。在本技术的有利技术方案中设置如下：线圈段的导体数从外线圈段向内线圈段减小。在与此相关的特别有利的技术方案中，设置如下：线圈段的导体数从外线圈段向内线圈段连续减小，也就是说，导体数从线圈段到线圈段以相同的步幅减小。一种与实际特别相关的技术方案是：当q＝3时，正好3个线圈段形成一个多绕齿线圈，并且多绕齿线圈的线圈段的导体数目分布如下：a.最外面的线圈段(T)：Zo导体+ΔZ导体b.中间线圈段(T)：Zo导体c.内线圈段(T)：Zo导体-ΔZ导体其中，值Zo表示所述线圈段中的导体的预定数目，ΔZ则表示与外线圈段或内线圈段的导体数之差。因此本技术实现了一种易于制造且造价低廉的、用来实施两相电动机的绕组系统。关于本技术其他有利改进方案的特征请参阅其他方案，下面参照附图并结合本技术的优选实施方案予以详细说明。附图说明其中：图1为q＝2、3和4时带有线圈导引(Spulenführung)标记的相带平面图；图2为2极两相绕齿线圈绕组在q＝2、3和4时一个相的相带平面图；图3为2极两相绕齿线圈绕组在q＝4时的相带平面图；图4为相带平面图，具有用于q＝3的多绕齿线圈的不同导体数；图5为相对于图4的相带平面图的替代实施方案，具有用于q＝3的多绕齿线圈的不同导体数；图6为两个相带平面图，具有用于q＝4的多绕齿线圈的不同导体数；图7为2极两相绕齿线圈绕组的相带平面图，用于q＝4且导体数渐减、但槽填充(Nutfüllung)相同的多绕齿线圈；图8为2极两相绕齿线圈绕组的相带平面图，用于q＝3且下层和上层中的绕组具有不同导体数的多绕齿线圈；图9为2极两相绕齿线圈绕组在q＝3且齿宽不等时的相带平面图；及图10为不完整的2极两相绕齿线圈绕组的另一实施方式分别在q＝2和3时的相带平面图。具体实施方式下面参照图1至图10对本技术进行详细说明，其中相同的附图标记指向相同的结构特征或功能特征。图1示出q＝2、3和4时带有线圈导引标记的相带平面图(其中x和*表示绕线方向，且进而表示电流方向)。具有多绕齿线圈绕组的2极两相旋转磁场定子正好包括N＝2×2q＝4q个槽N，在图1所示实施例的情况下，这意味着q＝2时为8个槽，q＝3时为12个槽，q＝4时为16个槽。其中根据图2所示，每个绕组相W1、W2均由两个多绕齿线圈组成，这两个多绕齿线圈可以不是位于下层US中就是位于上层OS中，其中图2中的绕组相位于US中。一个绕组相的两个多绕齿线圈正好相对偏移一个极距布置，也就是相对偏移N/2p个槽距布置(其中2p为极数)，在所述实施例中相对偏移2q个槽距布置，从而是沿直径对称布置。但是，绕组相W1、W2的两个多绕齿线圈的绕线方向和电流方向相反。提高定子槽数虽会增加绕线难度，但却能改善谐波场特性以及定子叠片组对绕组的散热效果。此外，减小线圈段的铜体积有助于简化绕线过程。图2示出2极两相绕齿线圈绕组在q＝2、3和4时一个相的相带平面图。根据图3所示的2极旋转磁场绕组(Drehfeldwicklung)的两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两相旋转磁场电机，其特征在于，所述两相旋转磁场电机具有包含绕线齿(Z)的2p极定子，配置有以绕齿线圈技术实施的、包括两个绕组相(W1、W2)的绕组配置，其中所述绕组配置由包含多重嵌套线圈的成卷线圈组(G)构成，其中所述线圈组(G)的线圈段(T)从内向外同心包围布置，并且包括两个或更多个绕线齿(Z)，其中这样来设置所述绕线齿(Z)之间的槽(N)中的相应的线圈匝数，使得每槽(N)嵌线基本相同，并且每个槽截面的线圈的有效总导体截面相同。

【技术特征摘要】
2017.12.05 DE 102017128827.91.一种两相旋转磁场电机，其特征在于，所述两相旋转磁场电机具有包含绕线齿(Z)的2p极定子，配置有以绕齿线圈技术实施的、包括两个绕组相(W1、W2)的绕组配置，其中所述绕组配置由包含多重嵌套线圈的成卷线圈组(G)构成，其中所述线圈组(G)的线圈段(T)从内向外同心包围布置，并且包括两个或更多个绕线齿(Z)，其中这样来设置所述绕线齿(Z)之间的槽(N)中的相应的线圈匝数，使得每槽(N)嵌线基本相同，并且每个槽截面的线圈的有效总导体截面相同。2.根据权利要求1所述的两相旋转磁场电机，其特征在于，所述绕组配置按如下方式被构建：所述线圈组在所述线圈的绕组端部的端部区域内不重叠，并且以不产生交叉的线圈段(T)或线圈组(G)的方式被盘绕。3.根据权利要求1或2所述的两相旋转磁场电机，其特征在于，所述线圈具有连续变化的节距。4.根据权利要求1或2所述的两相旋转磁场电机，其特征在于，所述线圈组(G)的线圈沿直径对称布置，并且在空间上沿着周边在绕组层中至少部分地重叠。5.根据权利要求1或2所述的两相旋转磁场电机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·胡斯，J·科洛奇，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE