一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统，涉及电机设计技术领域，所述方法包括：基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数；基于交流绕组理论，根据转子的极对数和单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数；根据转子的极对数和槽数得到无轴承永磁电机。本发明专利技术能实现集成绕组无轴承永磁电机的设计，从而得到微型化的电机结构。从而得到微型化的电机结构。从而得到微型化的电机结构。

【技术实现步骤摘要】
一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及电机设计
，特别是涉及一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统。

技术介绍

[0002]传统电机采用机械轴承来支承转子，电机在高速运行时机械轴承与转子之间会产生较大的摩擦力，造成电机磨损加剧、温度升高、电机使用寿命减少和电机系统稳定性降低等不利影响。
[0003]由于无轴承电机具有无轴承磨损、无机械噪声、无需润滑等优点，而且结构紧凑、功率密度高、系统成本减低，易于实现高转速和大功率。与传统电机相比，无轴承电机通过在只包含一套转矩绕组的定子槽内额外增加一套与转矩绕组极对数相差
±
1的悬浮力绕组，通过对这两套绕组中电流大小和相位的调节，使无轴承电机能够实现稳定旋转和稳定悬浮。但由于两套绕组共同占用有限的定子槽空间且绕组绕制方向和叠绕位置受到较为严格的限制，这提高了电机定转子结构设计和制造工艺的难度，两套绕组的采用加大了定子侧的功率损耗，限制了无轴承电机的进一步发展。
[0004]集成绕组结构无轴承电机相比于要使用转矩绕组和悬浮绕组两套绕组的传统无轴承电机，减少了开槽，使得定子结构可以更加紧凑，进而使得电机结构更加微型化。但目前集成绕组无轴承电机电磁结构设计理论尚未完善，缺乏一定的理论支撑。因此，亟待一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法出现。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术实施例提供一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统，实现集成绕组无轴承永磁电机的设计，从而得到微型化的电机结构。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法，包括：
[0008]基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数；
[0009]基于交流绕组理论，根据待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数；
[0010]根据所述转子的极对数和所述槽数得到无轴承永磁电机。
[0011]可选地，所述基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数，具体包括：
[0012]若待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数为p，则确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数为2；其中，p＝4N，N＝3a
±
1，a＝0，1，2
…
。
[0013]可选地，所述基于交流绕组理论，根据待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数，具体包括：
[0014]采用交流绕组理论，由所述转子的极对数和所述单元电机数确定第一计算公式和第二计算公式；
[0015]其中，所述第一计算公式为：
[0016][0017]q为每极每相槽数；Z为待设计的无轴承永磁电机的槽数；p为转子的极对数；约分后为N1为约分后分子；D为约分后分母；当q表示整数槽时，D＝1，N1＝q；当q表示分数槽时，D≠1，且N1和D无公约数；
[0018]所述第二计算公式为：
[0019][0020]t1为单元电机数；
[0021]将待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数代入所述第二计算公式中，得到约分后分母的值；
[0022]将约分后分母的值和待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数代入所述第一计算公式中，确定待设计的无轴承永磁电机的槽数。
[0023]可选地，待设计的无轴承永磁电机的槽数为12n+6；其中，n≥0，且n为整数。
[0024]本专利技术还提供了一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定系统，包括：
[0025]单元电机数确定模块，用于基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数；
[0026]槽数范围确定模块，用于基于交流绕组理论，根据待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数；
[0027]无轴承永磁电机设计模块，用于根据所述转子的极对数和所述槽数得到无轴承永磁电机。
[0028]可选地，所述单元电机数确定模块，具体包括：
[0029]单元电机数确定单元，用于若待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数为p，则确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数为2；其中，p＝4N，N＝3a
±
1，a＝0，1，2
…
。
[0030]可选地，所述槽数范围确定模块，具体包括：
[0031]计算公式确定单元，用于采用交流绕组理论，由所述转子的极对数和所述单元电机数确定第一计算公式和第二计算公式；
[0032]其中，所述第一计算公式为：
[0033][0034]q为每极每相槽数；Z为待设计的无轴承永磁电机的槽数；p为转子的极对数；约分后为N1为约分后分子；D为约分后分母；当q表示整数槽时，D＝1，N1＝q；当q表示分数槽时，D≠1，且N1和D无公约数；
[0035]所述第二计算公式为：
[0036][0037]t1为单元电机数；
[0038]约分后分母值确定单元，用于将待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数代入所述第二计算公式中，得到约分后分母的值；
[0039]槽数确定单元，用于将约分后分母的值和待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数代入所述第一计算公式中，确定待设计的无轴承永磁电机的槽数。
[0040]可选地，待设计的无轴承永磁电机的槽数为12n+6；其中，n≥0，且n为整数。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0042]本专利技术实施例提出了一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法及系统，基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数；基于交流绕组理论，根据转子的极对数和单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数；根据转子的极对数和槽数得到无轴承永磁电机。本专利技术通过确定集成绕组无轴承永磁电机的极对数和槽数，实现集成绕组无轴承永磁电机的设计，从而得到微型化的电机结构。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本专利技术实施例提供的集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法的流程图；
[0045]图2为本专利技术实施例提供的8级18槽无轴承永磁电机的截面图；
[0046]图3为本专利技术实施例提供的8级30槽无轴承永磁电机的截面图；
[0047]图4为本专利技术实施例提供的8级42槽无轴承永磁电机的截面图；
[0048]图5为本专利技术实施例提供的8级18槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法，其特征在于，包括：基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数；基于交流绕组理论，根据待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数；根据所述转子的极对数和所述槽数得到无轴承永磁电机。2.根据权利要求1所述的一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法，其特征在于，所述基于集成绕组悬浮力产生原理，确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数，具体包括：若待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数为p，则确定待设计的无轴承永磁电机相对于转矩绕组的单元电机数为2；其中，p＝4N，N＝3a
±
1，a＝0，1，2
…
。3.根据权利要求2所述的一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法，其特征在于，所述基于交流绕组理论，根据待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数确定待设计的无轴承永磁电机的槽数，具体包括：采用交流绕组理论，由所述转子的极对数和所述单元电机数确定第一计算公式和第二计算公式；其中，所述第一计算公式为：q为每极每相槽数；Z为待设计的无轴承永磁电机的槽数；p为转子的极对数；约分后为N1为约分后分子；D为约分后分母；当q表示整数槽时，D＝1，N1＝q；当q表示分数槽时，D≠1，且N1和D无公约数；所述第二计算公式为：t1为单元电机数；将待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数和所述单元电机数代入所述第二计算公式中，得到约分后分母的值；将约分后分母的值和待设计的无轴承永磁电机的转子的极对数代入所述第一计算公式中，确定待设计的无轴承永磁电机的槽数。4.根据权利要求3所述的一种集成绕组无轴承永磁电机的极槽确定方法，其特征在于，待设计的无轴承永磁电机的槽数为12n+6；其中，n≥0，且n为整数。5.一种集成绕组无轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿伟伟，吴彩权，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：