四对极同步电机及减小四对极同步电机齿槽转矩的方法技术

本发明专利技术提出的四对极同步电机及减小四对极同步电机齿槽转矩的方法，四对极同步电机包括：电机定子，设有多个齿槽；电机转子，七个第一永磁体和一个第二永磁体构成电机转子的四个对极；第一永磁体对应的圆心角θ1满足关系：第二永磁体对应的圆心角θ2满足关系：其中，为永磁体极弧系数，α为电机基波齿槽转矩周期，α＝360

【技术实现步骤摘要】
四对极同步电机及减小四对极同步电机齿槽转矩的方法


[0001]本申请涉及电机齿槽转矩的
，尤其涉及一种四对极同步电机及减小四对极同步电机齿槽转矩的方法。

技术介绍

[0002]四对极是广泛应用于同步电机的极对数。与较小极对数的同步电机相比，四对极的同步电机具有出力大的优点，与较大极对数的同步电机相比，四对极具有高转速运转的优点。如图1所示，电机转子的均分永磁体100是均匀排布在电机铁芯的周面上，如图4所示，齿槽转矩较大，进而由齿槽转矩引起电机速度波动、振动和噪声，同时也增大了电机的初始启动转矩。
[0003]目前，减小四对极的同步电机齿槽转矩的方法有定子斜槽和转子斜极或转子磁极分段错位的方法。定子斜槽和转子斜极是在定子和转子的加工过程中对切割定子槽或者转子永磁体进行一定角度的偏移。转子磁极分段错位的方法是在转子粘接时每段转子与上段转子的角度进行偏移。其中，定子斜槽和转子斜极的方法会增加定子或者转子的加工难度，增加制造成本。转子磁极分段错位的方法在工艺上不容易实施，增加制造的难度。
[0004]因此，寻求一种易于生产加工且有效减小齿槽转矩的四对极同步电机成为技术人员关注的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种四对极同步电机，为解决现有技术中四对极电机的齿槽扭矩较大，生产工艺复杂的问题。
[0006]为解决上述技术问题，根据一些实施例，本申请提供了一种四对极同步电机，包括：
[0007]电机定子，设有多个齿槽；
[0008]电机转子，七个第一永磁体和一个第二永磁体构成所述电机转子的四个对极；
[0009]所述第一永磁体对应的圆心角θ1满足关系：所述第二永磁体对应的圆心角θ2满足关系：其中，为永磁体极弧系数，为永磁体极弧系数，α为电机基波齿槽转矩周期，α＝360
÷
N；N为电机基波齿槽转矩周期数，N＝LCM(Z，8)，Z为所述多个齿槽的数量；θ0为所有所述永磁体等分排布的情况下，每个所述永磁体对应的圆心角，即
[0010]进一步地，相邻所述永磁体的N极、S极为异极间隔排布。
[0011]进一步地，相邻所述永磁体之间设置有间隙或通过阻隔块分隔。
[0012]进一步地，所述第一永磁体和所述第二永磁体均为弧形磁钢片.
[0013]进一步地，所述第二永磁体和所述七个第一永磁体粘贴围设在所述电机转子的外
周面上。
[0014]进一步地，所述多个齿槽是12个；所述永磁体极弧系数是1。
[0015]本申请另一个方面提供了一种减小四对极同步电机齿槽转矩的方法，所述四对极同步电机包括电机转子和电机定子，八个永磁体构成所述电机转子的四个对极；所述电机定子具有多个齿槽；所述减小四对极同步电机齿槽转矩的方法的步骤包括：
[0016]S1.根据所述四对极同步电机的电机定子的齿槽数量Z，确定电机的基波齿槽转矩周期数N，N＝LCM(Z，8)；
[0017]S2.根据所述电机的基波齿槽转矩周期数N，确定电机基波齿槽转矩周期α，α＝360
÷
N；
[0018]S3.计算所述八个永磁体对应的圆心角等分情况下，每个所述永磁体对应的圆心角θ0，其中，为永磁体极弧系数
[0019]S4.确定所述八个永磁体中七个第一永磁体对应的的圆心角θ1，满足关系：
[0020]S5.确定所述八个永磁体中一个第二永磁体对应的圆心角θ2，满足关系：
[0021]进一步地，所述方法还包括：
[0022]将相邻所述永磁体的N极、S极进行异极间隔排布。
[0023]本申请提出的四对极同步电机，包括：电机定子，设有多个齿槽；电机转子，七个第一永磁体和一个第二永磁体构成所述电机转子的四个对极，所述第一永磁体对应的圆心角与所述第二永磁体对应的圆心角不同；所述第一永磁体对应的圆心角θ1满足关系：所述第二永磁体对应的圆心角θ2满足关系：其中，为永磁体极弧系数，α为电机基波齿槽转矩周期，α＝360
÷
N；N为电机基波齿槽转矩周期数，N＝LCM(Z，8)，Z为所述多个齿槽的数量；θ0为所有所述永磁体等分排布的情况下，每个所述永磁体对应的圆心角，即本申请中四对极同步电机中电机转子的第一永磁体对应的圆心角与第二永磁体对应的圆心角不同，可以有效降低四对极同步电机的齿槽转矩，且结构简单。进一步地，电机定子的齿槽的数量不同，电机转子的第一永磁体对应的圆心角数值不同，第二永磁体对应的圆心角也不同。根据电机定子齿槽数量确定的第一永磁体对应的圆心角和第二永磁体对应的圆心角，能够使具有Z个齿槽的四对极电机进一步减小齿槽转矩，避免由齿槽转矩较大引起电机速度波动、振动和噪声，且结构简单，降低了加工难度。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
[0025]图1是本申请
技术介绍
中一种具有8个永磁体等分排布的电机的剖面示意图；
[0026]图2是本申请一个实施例中一种四对极同步电机的电机转子的永磁体分布示意图；
[0027]图3是本申请一个实施例中具有12齿槽的四对极同步电机的剖面示意图；
[0028]图4是本申请
技术介绍
中一种具有8个永磁体等分排布的电机的齿槽转矩波形图；
[0029]图5是本申请一个实施例中一种四对极同步电机的齿槽转矩波形图。
[0030]其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
[0031]1、电机转子；101、第一永磁体；103、第二永磁体；100、均分永磁体；2、电机定子；201、齿槽。
具体实施方式
[0032]目前，现有技术中四对极电机存在齿槽扭矩较大，生产工艺复杂的问题。
[0033]需要说明的是：齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和铁心之间相互作用产生的转矩，是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的。
[0034]为解决上述问题，本申请一实施例提供了一种四对极同步电机，电机转子1的永磁体分为七个等分的第一永磁体101和一个不等分的第二永磁体103，并且根据电机齿槽201数计算并确定第一永磁体101对应的圆心角和第二永磁体103对应的圆心角。
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。
[0036]如图2和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四对极同步电机，其特征在于，包括：电机定子，设有多个齿槽；电机转子，七个第一永磁体和一个第二永磁体构成所述电机转子的四个对极；所述第一永磁体对应的圆心角θ1满足关系：所述第二永磁体对应的圆心角θ2满足关系：其中，为永磁体极弧系数，α为电机基波齿槽转矩周期，α＝360
÷
N；N为电机基波齿槽转矩周期数，N＝LCM(Z，8)，Z为所述多个齿槽的数量；θ0为所有所述永磁体等分排布的情况下，每个所述永磁体对应的圆心角，即2.根据权利要求1所述的四对极同步电机，其特征在于，相邻所述永磁体的N极、S极为异极间隔排布。3.根据权利要求1所述的四对极同步电机，其特征在于，相邻所述永磁体之间设置有间隙或通过阻隔块分隔。4.根据权利要求1所述的四对极同步电机，其特征在于，所述第一永磁体和所述第二永磁体均为弧形磁钢片。5.根据权利要求4所述的四对极同步电机，其特征在于，所述第二永磁体和所述七个第一永磁体粘贴围设在所述电机转子的外周面上。6.根据权利要求1所述的四...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓宇，唐勇斌，杨国庆，张小月，邵伟勋，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：