【技术实现步骤摘要】
本技术属于电机，更具体地，涉及一种分数槽集中绕组spoke型永磁同步电机。
技术介绍
1、作为机电能量转换的可靠装置，电机在传统工业领域的应用已经成熟。近年来，随着电动汽车、航空航天等领域的不断发展，高性能电机的研究再度成为热点。永磁同步电机因其高转矩密度、高功率因数的优点，逐渐成为了国内各应用领域的首选。
2、作为最简单的永磁同步电机拓扑，表贴式结构具有漏磁小、励磁磁场正弦度高、控制简单等优点。然而，由于其d-q轴电感相等的特性，表贴式结构在进行弱磁后转矩也随之降低，导致电机的恒功率运行范围较窄。相比之下，内置式结构d-q轴电感不等，可以将其设计为高凸极比结构。高凸极比的结构能够产生较大的磁阻转矩，在一定程度上弥补弱磁对转矩输出带来的负面影响，从而保证电机具有较宽的恒功率运行范围。
3、现有电机的极槽一般是齿槽转矩大、转矩脉动高，如中国技术专利《10极15槽的压缩机电机》(申请号202222678136.0)所公开的电机。
4、同时，当前应用最广泛的内置式结构中，永磁体大都采用“一”字型或“v”型排布方式。为进一步提高永磁体的材料利用率，轮辐型(也常被称为spoke型)排布方式被提出。spoke型的特点是相邻两个磁极的永磁体共同提供气隙磁通，从而提升永磁体的材料利用率，也有利于提高电机的转矩密度。然而，齿槽转矩大、转矩脉动高等问题成为了限制spoke型应用的阻碍。因此，亟需探索一种高性能spoke型内置式永磁同步电机。
技术实现思路
1、针对现
2、本技术的技术方案是：一种分数槽集中绕组spoke型内置式永磁同步电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯、半闭口槽和分数槽集中绕组，转子包括spoke型永磁体，转子铁芯，隔磁桥；转子铁芯与定子铁芯之间的结构是气隙；其特征在于：定子铁芯为具有等距平行齿的开槽铁芯，定子铁芯前侧设置半闭口槽，半闭口槽为平顶梯形槽，相邻半闭口槽之间形成定子齿，定子齿上布设分数槽集中绕组，分数槽集中绕组环绕于一个定子齿之上；转子铁芯圆周上均匀平行直插放置的spoke型永磁体，spoke型永磁体为长矩形；spoke型永磁体后侧的转子铁芯上设置隔磁桥；半闭口槽与spoke型永磁体比为6：7。
3、在本领域中，每极每相槽数q为真分数是分数槽集中绕组最显著的特点，公式定义如下(z为槽数、2p为极数、m为相数)：
4、
5、q值直接决定了绕组系数的大小，也影响着电机的性能。本技术具体保护的是单元电机为12槽14极(槽极比为6：7)的spoke型内置式永磁同步电机拓扑。对应地，其q值为2/7。该类拓扑的优点如下：
6、1)基波绕组系数高、谐波绕组系数低。
7、为凸显这一优点，将12槽14极拓扑绕组系数的计算结果与12槽8极和12槽20极等其他常见的极槽配合进行对比，如下表所示：
8、
9、
10、对比上表中的数据可知：12槽14极拓扑的基波绕组系数大于0.9且能够有效地抑制5、7次这类低次谐波的产生。
11、2)空载反电势正弦度高、输出转矩脉动低。
12、12槽14极拓扑基波绕组系数高、谐波绕组系数低的优点，能够使得其空载反电势中谐波含量少，从而在不考虑饱和因素的前提下使得其输出转矩脉动低。
13、3)齿槽转矩低。
14、齿槽转矩大将会导致电机的转矩脉动、振动噪声等不利因素增大，因此电机设计时必须考虑削弱齿槽转矩。电机极数和槽数的最小公倍数越大，齿槽转矩越低。相较于12槽8极(最小公倍数48)和12槽20极(最小公倍数60)拓扑，12槽14极拓扑的最小公倍数为84，这将使得齿槽转矩的周期数增大、幅值降低。
15、总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能取得下列有益效果：
16、1)在保有分数槽集中绕组互感耦合低、绕组端部短等优点的基础上，使电机兼具空载反电势正弦度高、输出转矩脉动低等优点；
17、2)特定的极槽配合使得电机的齿槽转矩低，无需用其他方法进行削弱；
18、3)经过优化的转子结构能够有效地抑制spoke型永磁体的漏磁现象，从而保证转矩的有效输出。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯、半闭口槽和分数槽集中绕组，转子包括Spoke型永磁体，转子铁芯，隔磁桥；转子铁芯与定子铁芯之间的结构是气隙；其特征在于：定子铁芯为具有等距平行齿的开槽铁芯，定子铁芯前侧设置半闭口槽，半闭口槽为平顶梯形槽，相邻半闭口槽之间形成定子齿，定子齿上布设分数槽集中绕组，分数槽集中绕组环绕于一个定子齿之上；转子铁芯圆周上均匀平行直插放置的Spoke型永磁体，Spoke型永磁体为长矩形；Spoke型永磁体后侧的转子铁芯上设置隔磁桥；半闭口槽与Spoke型永磁体比为6：7。
2.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：半闭口槽的数量为36个，Spoke型永磁体的数量为42。
3.根据权利要求2所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：槽号为1、8、13、20、25、32的归属于U相，槽号为2、7、14、19、26、31的归属于-U相；槽号为5、12、17、24、29、36的归属于V相，槽号为6、11、18、23、30、
4.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：半闭口槽的数量为48个，Spoke型永磁体的数量为56。
5.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：半闭口槽的数量为12个，Spoke型永磁体的数量为14。
6.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：气隙长度为0.5mm-1.5mm。
7.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：Spoke型永磁体设置在转子铁芯靠近定子铁芯一侧。
8.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：Spoke型永磁体的长宽比在3:1至5:1之间。
9.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：Spoke型永磁体长为1.0cm，宽为0.2cm。
10.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的一种分数槽集中绕组Spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：隔磁桥呈现的形状是漏空的矩形，转子铁芯在其中间凸起。
...【技术特征摘要】
1.一种分数槽集中绕组spoke型内置式永磁同步电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯、半闭口槽和分数槽集中绕组，转子包括spoke型永磁体，转子铁芯，隔磁桥；转子铁芯与定子铁芯之间的结构是气隙；其特征在于：定子铁芯为具有等距平行齿的开槽铁芯，定子铁芯前侧设置半闭口槽，半闭口槽为平顶梯形槽，相邻半闭口槽之间形成定子齿，定子齿上布设分数槽集中绕组，分数槽集中绕组环绕于一个定子齿之上；转子铁芯圆周上均匀平行直插放置的spoke型永磁体，spoke型永磁体为长矩形；spoke型永磁体后侧的转子铁芯上设置隔磁桥；半闭口槽与spoke型永磁体比为6：7。
2.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：半闭口槽的数量为36个，spoke型永磁体的数量为42。
3.根据权利要求2所述的一种分数槽集中绕组spoke型内置式永磁同步电机，其特征在于：槽号为1、8、13、20、25、32的归属于u相，槽号为2、7、14、19、26、31的归属于-u相；槽号为5、12、17、24、29、36的归属于v相，槽号为6、11、18、23、30、35的归属于-v相；槽号为4、9、16、21、28、33的归属于w相，槽号为3、10、15、22、27、34的归属于-w相。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：彭金，
申请(专利权)人：武汉大罗技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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