转矩波动减小的集中绕组电机及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种系统和方法，其用于具有集中绕组结构和减小的转矩波动的电动机。该电动机包括：包括沿周向布置以建立中空芯的多个齿段的定子和可旋转地布置在所述中空芯内的转子。所述多个齿段限定与多个槽相关联的多个槽口。所述多个槽中的每个槽具有槽口，而所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是不对称的。

【技术实现步骤摘要】

这里描述的主题的各实施例总体上涉及电动机，更具体地涉及具有减小的转矩波动的集中绕组电机。
技术介绍
永磁电动机可能产生不期望的转矩波动，该转矩波动可导致不期望的振动和噪声。传统的永磁电动机使转子或定子倾斜，以试图减小转矩波动。然而，倾斜可使制造复杂且增加成本。倾斜还可能降低电机转矩，因此降低电机性能。
技术实现思路
根据一个实施例，提供一种用于电动机的装置。该电动机包括：包括沿周向布置以建立中空芯的多个齿段的定子和被可旋转地布置在所述中空芯内的转子。所述多个齿段限定与多个槽相关的多个槽口。所述多个槽中的每个槽具有槽口，而所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是对称的。根据另一个实施例，提供一种用于车辆中的电动机的装置。所述电动机包括：沿周向布置以提供中空芯的多个齿段，被可旋转地布置在所述中空芯内的转子；和镶嵌在所述转子中的多个永磁体。每个齿段包括相应的齿，所述齿具有围绕其侧壁布置的一组定子绕组。所述多个齿段限定多个槽口，其中每个槽口对应于被配置为容纳相邻齿的所述一组定子绕组的一段的绕组槽。所述多个槽口中的第一槽口相对于所述多个槽口的第二槽口是对称的。在另一个实施例中，提供一种用于构造具有集中绕组结构的电动机的方法。该方法包括：针对具有各种不同定子槽口结构的多个被建议电动机确定模拟转矩波动；和基于所述模拟转矩波动从所述多个被建议电动机中识别最佳电动机。该方法进一步包括构造多个齿段以及沿周向布置所述多个齿以形成定子，所述多个齿段被配置为当所述多个齿段被沿周向设置时限定与所述最佳电动机对应的多个槽口。所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是对称的。方案1、一种电动机，包括：定子，所述定子包括沿周向布置以建立中空芯的多个齿段，其中：所述多个齿段限定与多个槽相关联的多个槽口，所述多个槽中的每个槽具有槽口，并且所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是不对称的；和可旋转地布置在所述中空芯内的转子。方案2、如方案1所述的电动机，其中所述多个槽口中的第一槽口具有第一宽度，而所述多个槽口中的第二槽口具有第二宽度，所述第一宽度不同于所述第二宽度。方案3、如方案1所述的电动机，所述多个槽中的第一槽具有第一槽口，其中所述第一槽口的中心轴线没有与所述第一槽的中心轴线对准。方案4、如方案1所述的电动机，所述定子具有集中绕组结构，其中所述多个齿段-->中的每个齿段包括齿，所述齿具有在沿周向布置所述多个齿段之前围绕所述齿布置的一组定子绕组。方案5、如方案4所述的电动机，其中所述定子具有分段齿绕组结构。方案6、如方案4所述的电动机，所述定子具有插入式绕组结构，其中所述多个齿段中的每个齿段被插入到定子芯中以形成所述定子。方案7、如方案1所述的电动机，所述多个槽包括具有第一槽口的第一槽、具有第二槽口的第二槽和具有第三槽口的第三槽，所述第二槽与所述第一槽相邻，而所述第三槽与所述第二槽相邻，其中：所述第一槽口与所述第二槽口隔开第一距离；所述第二槽口与所述第三槽口隔开第二距离；并且所述第一距离不同于所述第二距离。方案8、如方案7所述的电动机，其中所述第一槽与所述第二槽隔开第二距离，而所述第二槽与所述第三槽隔开第四距离，其中所述第三距离等于所述第四距离。方案9、如方案1所述的电动机，其中所述转子适于被联接到车辆的轴。方案10、一种用于车辆的电动机，所述电动机包括：沿周向布置以提供中空芯的多个齿段，每个齿段包括相应的齿，所述齿具有围绕其侧壁布置的一组定子绕组；其中：所述多个齿段限定多个槽口，每个槽口对应于被配置为容纳相邻齿的一组定子绕组的一段的绕组槽；并且所述多个槽口中的第一槽口相对于所述多个槽口中的第二槽口是不对称的；可旋转地布置在所述中空芯内的转子；和镶嵌在所述转子中的多个永磁体。方案11、如方案10所述的电动机，所述第一槽口对应于第一绕组槽，其中所述第一槽口的中心轴线从所述第一绕组槽的中心轴线偏移第一距离。方案12、如方案11所述的电动机，所述第二槽口对应于第二绕组槽，其中所述第二槽口的中心轴线从所述第二绕组槽的中心轴线偏移第二距离，并且所述第二距离不等于所述第一距离。方案13、如方案10所述的电动机，所述第一槽口的宽度不等于所述第二槽口的宽度。方案14、如方案10所述的电动机，所述第一槽口对应于第一绕组槽，而所述第二槽口对应于第二绕组槽，并且所述多个槽口中的第三槽口对应于第三绕组槽，其中：所述第一槽口与所述第二槽口隔开第一距离；所述第二槽口与所述第三槽口隔开第二距离；并且所述第一距离不同于所述第二距离。方案15、如方案14所述的电动机，其中：所述第一绕组槽与所述第二绕组槽隔开第三距离；所述第二绕组槽与所述第三绕组槽隔开第四距离；并且所述第三距离等于所述第四距离。方案16、一种用于构造具有集中绕组结构的电动机的方法，所述方法包括：-->针对具有各种不同定子槽口配置的多个被建议电动机确定模拟转矩波动；基于所述模拟转矩波动从所述多个被建议电动机中识别最佳电动机；构造多个齿段，所述多个齿段被配置为当所述多个齿段被沿周向设置时限定与所述最佳电动机对应的多个槽口，其中所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是不对称的；和沿周向布置所述多个齿段以形成定子。方案17、如方案16所述的方法，进一步包括在沿周向布置所述多个齿段以形成所述定子之前，围绕所述多个齿段的每个齿布置相应的一组定子绕组。方案18、如方案16所述的方法，其中：确定模拟转矩波动包括：针对具有各种不同定子槽口配置的所述多个被建议电动机执行有限元分析；并且识别所述最佳电动机包括从所述有限元分析中识别具有最小转矩波动的迭代。方案19、如方案16所述的方法，进一步包括针对具有各种不同定子槽口配置的所述多个被建议电动机确定模拟转矩输出，其中识别最佳电动机包括基于所述模拟转矩波动和所述模拟转矩输出识别最佳电动机。方案20、如方案19所述的方法，进一步包括针对具有各种不同定子槽口配置的所述多个被建议电动机执行有限元分析，以获得用于多个设计迭代的模拟转矩波动和模拟转矩输出，其中：识别最佳电动机包括在所述多个设计迭代中识别具有减小的转矩波动和转矩输出减量最小的设计迭代。本
技术实现思路
被提供为以简化的形式引入概念的选择，这将在下面的详细说明中进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在识别要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不是用于辅助确定要求保护的主题的范围。附图说明通过参照详细说明书和权利要求且结合下面的附图考虑，可对本专利技术的主题进行更全面的理解，其中相似的附图标记在所有附图中指代相似的元件。图1为根据一个实施例的永磁电动机的局部剖视图；图2为根据一个实施例的适于用作图1的永磁电动机中的定子的具有分段齿绕组结构的定子的剖视图；图3为适于用作图1的永磁电动机中的定子的具有插入齿绕组结构的定子的剖视图；和图4为根据一个实施例的电动机设计过程的流程图。具体实施方式下面的详细说明本质上仅为描绘性的，并非旨在限制本专利技术主题的各实施例或者这些实施例的应用和使用。如这里所使用的那样，词语“示例性”的含义是“用作示例、例子或例证”。这里作为示例性描述的任何实施方式不是必须被解释为优于其它实施方式或者比其它实施方式更有利。并且，在前面的
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或下面的具体实施-->方式中给出的任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机，包括：定子，所述定子包括沿周向布置以建立中空芯的多个齿段，其中：所述多个齿段限定与多个槽相关联的多个槽口，所述多个槽中的每个槽具有槽口，并且所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是不对称的；和可旋转地布置在所述中空芯内的转子。

【技术特征摘要】
US 2009-8-12 12/5401641.一种电动机，包括：定子，所述定子包括沿周向布置以建立中空芯的多个齿段，其中：所述多个齿段限定与多个槽相关联的多个槽口，所述多个槽中的每个槽具有槽口，并且所述多个槽口中的至少一个槽口相对于所述多个槽口是不对称的；和可旋转地布置在所述中空芯内的转子。2.如权利要求1所述的电动机，其中所述多个槽口中的第一槽口具有第一宽度，而所述多个槽口中的第二槽口具有第二宽度，所述第一宽度不同于所述第二宽度。3.如权利要求1所述的电动机，所述多个槽中的第一槽具有第一槽口，其中所述第一槽口的中心轴线没有与所述第一槽的中心轴线对准。4.如权利要求1所述的电动机，所述定子具有集中绕组结构，其中所述多个齿段中的每个齿段包括齿，所述齿具有在沿周向布置所述多个齿段之前围绕所述齿布置的一组定子绕组。5.如权利要求4所述的电动机，其中所述定子具有分段齿绕组结构。6.如权利要求4所述的电动机，所述定子具有插入式绕组结构，其中所述多个齿段中的每个齿段被插入到定子芯中以形成所述定子。7.如权利要求1所述的电动机，所述多个槽包括具有第一槽口的第一槽、具有第二槽口的第二槽和具有第三槽口的第三槽，所述第二槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：KM拉曼，MD拉巴，EL凯泽，PJ萨瓦吉安，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]