一种集中绕组电机、发电机及电动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种集中绕组电机、发电机及电动机，集中绕组电机的转子轭上贴有间距为Sm的2P块N、S极性相间分布的磁钢，定子铁芯设有Z个槽和Z个定子齿，集中绕组电机的两个相邻定子齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系：Sm/Sc=（0.83～1.3）；磁钢的宽度τm与极距τ之比，满足约束关系：τm/τ≥(0.75～0.9)，其中极距τ=360°/2P，P是电机的磁极对数。本实用新型专利技术的集中绕组电机采用间贴式磁钢，节省了材料，气隙磁场正弦性好，电机的定位力矩较小，电机槽口可充分满足直接全自动绕线的要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集中绕组的永磁电机，具体涉及一种集中绕组电机、发电机及电动机。
技术介绍
永磁电机的转子一般采用稀土永磁体，例如钕铁硼永磁体。稀土永磁体材料正越来越稀缺，价格越来越贵，因此必需减少永磁体的用量和提高永磁体的利用率。集中绕组的永磁电机可以明显地提高永磁电机的力能指标,例如绕组利用率、效率、功率体积比、力矩体积比等，以及改善电机制造工艺。然而，定位力矩偏大仍然是集中绕组永磁电机的问题，较优的磁极数与齿槽数 配合可以抑制定位力矩，从而使集中绕组永磁电机的可选方案非常少。技术专利ZL200780009121. 0，提出一种大、中、小齿定子结构来抑制定位力矩；ZL200920204762. 8提出较优的磁极数与大、小齿的齿槽数配合来抑制定位力矩；这类方法的定子冲片必需采用拼块结构，拼块绕线后，再组装成定子体，或者把小齿取下后绕线，再把小齿组装上去。这些方法都无法实现直接全自动绕线，增加了工艺成本和工艺误差带来的风险。集中绕组的永磁电机与传统分布绕组的永磁电机比，定子的齿槽数至少少了 3倍，也即，集中绕组永磁电机的槽数少而且槽距很大，可简化电机制造工艺，但也因此使得集中绕组永磁电机失去了采用斜一个槽距来有效抑制定位力矩的可能,因为集中绕组永磁电机斜一个槽距的机械角度和电角度都实在太大了。因此传统分布绕组永磁电机抑制定位力矩的最有效措施，集中绕组永磁电机不能采用，集中绕组永磁电机定位力矩偏大仍然是个大问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种集中绕组电机、发电机及电动机，其采用间贴式磁钢，节省了材料，利用磁钢间隙和槽口间隙的数值优化配合来提高定位力矩频率，抑制定位力矩幅值，气隙磁场正弦性好，电机的定位力矩较小，电机槽口可充分满足直接全自动绕线的要求。本技术提供一种集中绕组电机，其转子轭上贴有间距为Sm的2P块N、S极性相间分布的磁钢，定子铁芯设有Z个槽和Z个定子齿，所述集中绕组电机的两个相邻定子齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系Sm/Sc= (O. 83 1.3);磁钢的宽度Tm与极距τ之比，满足约束关系τ m/τ彡(O. 75 O. 9)，其中极距τ=360° /2Ρ，P是电机的磁极对数。根据本技术的集中绕组电机，所述定子铁芯为直槽，且所述定子铁芯的槽口延铁芯轴向对称偏移一定机械角度，偏移角为kT σ，其中T σ =360/ (2PXZ/C)，c是2PXZ的最大公约数，k的取值范围是k= (I 10)。根据本技术的集中绕组电机，所述电机为内转子集中绕组电机或外转子集中绕组电机。根据本技术的集中绕组电机，所述电机为内转子集中绕组电机，电机极数2P=10,槽数Z=12,槽口宽度Sc=3. 5mm,两块相邻磁钢的间距Sm=3. 2mm, Sm/Sc=0. 914,所述偏移角为 kTo，其中 Τσ =360/ (2PXZ/c) =360/ (10X12/2) =6, k=lD根据本技术的集中绕组电机，所述电机为外转子集中绕组电机，电机极数2P=40,槽数Z=36,槽口宽度Sc=2. 9mm,两块相邻磁钢的间距Sm=3. 2mm, Sm/Sc=l. 103,所述偏移角为 kTo，其中 T σ =360/ (2PXZ/c) =360/ (40X36/4) =1， k=2. 5。本技术还提供一种发电机，所述发电机的转子轭上贴有间距为Sm的2P块N、S极性相间分布的磁钢，定子铁芯设有Z个槽和Z个定子齿，所述发电机的两个相邻定子齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系Sm/Sc= (O. 83 1.3);磁钢的宽度Tm与极距τ之比，满足约束关系τm/τ彡(O. 75 O. 9)，其中极距τ=360° /2Ρ，P是电机的磁极对数。根据本技术的发电机，所述定子铁芯为直槽，且所述定子铁芯的槽口延铁芯轴向对称偏移一定机械角度，偏移角为kTo，其中To =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公约数，k的取值范围是k= (I 10)。根据本技术的发电机，所述发电机为内转子集中绕组发电机或外转子集中绕组发电机。本技术还提供一种电动机，所述电动机的转子轭上贴有间距为Sm的2P块N、S极性相间分布的磁钢，定子铁芯设有Z个槽和Z个定子齿，所述电动机的两个相邻定子齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系Sm/Sc= (O. 83 1.3);磁钢的宽度Tm与极距τ之比，满足约束关系τm/τ彡(O. 75 O. 9)，其中极距τ=360° /2Ρ，P是电机的磁极对数。根据本技术的电动机，所述定子铁芯为直槽，且所述定子铁芯的槽口延铁芯轴向对称偏移一定机械角度，偏移角为kTo，其中To =360/ (2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公约数，k的取值范围是k= (I 10)。本技术的集中绕组电机采用间贴式磁钢来节省磁钢，集中绕组电机定子两个齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系Sm/Sc= (O. 83 I. 3),与传统永磁电机的设计理念不同，传统永磁电机设计认为槽口宽度Sc和磁钢的间距Sm越小定位力矩就越小。本技术通过强化和利用磁钢间距的两个边沿磁场强度的突变、槽口的两个边沿磁阻的突变，在两者相互作用下，使定位力矩的频率提高一倍。一般来说，谐波频率提高一倍，谐波幅值至少减小一倍，因此本技术提高了定位力矩频率，能抑制定位力矩幅值。同时电机的槽口宽度Sc可以被人为设计所给定，从而电机槽口可充分满足直接全自动绕线的要求。磁钢的宽度Tm与极距τ之比，满足约束关系Tm/τ彡(O. 75 O. 9)，其中极距τ=360° /2Ρ，Ρ是电机的磁极对数，从而可以选择电机的磁钢用量，使集中绕组电机的磁场正弦性被优化，能够保持转矩恒定。借此，本技术采用间贴式磁钢，节省了材料，利用磁钢间隙和槽口间隙的数值优化配合来提高定位力矩频率，抑制定位力矩幅值，气隙磁场正弦性好，电机的定位力矩较小，电机槽口可充分满足直接全自动绕线的要求。优选的是，所述定子铁芯为直槽，且所述定子铁芯的槽口延铁芯轴向对称偏移一定机械角度，偏移角为kTo，其中TO=360/(2PXZ/c)，c是2PXZ的最大公约数，k的取值范围是k= (I 10)。一般来讲k值越大，通过槽口偏移来均匀化槽口的影响越明显，也即均匀化定位力矩的作用越明显。从而可通过倍频定位力矩，再偏移槽口，就相当于k的取值提高一倍，使得集中绕组电机槽口偏移较小就能取得理想的抑制定位力矩的效果。同时，采用直槽斜槽口形式的定子铁芯便于自动绕线。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I本技术集中绕组电机一种实施例的定子冲片和转子的局部示意图；图2是图I中集中绕组电机的槽口偏移O. 25定子槽距的局部展开示意图；图3是本技术集中绕组电机另一实施例的定子冲片和转子的局部示意图；图4是本技术集中绕组电机又一实施例的定子的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集中绕组电机，其转子轭上贴有间距为Sm的2P块N、S极性相间分布的磁钢，定子铁芯设有Z个槽和Z个定子齿，其特征在于，所述集中绕组电机的两个相邻定子齿之间的槽口宽度Sc与两块相邻磁钢的间距Sm的尺寸，满足约束关系：Sm/Sc=（0.83～1.3）；磁钢的宽度τm与极距τ之比，满足约束关系：τm/τ≥(0.75～0.9)，其中极距τ=360°/2P，P是电机的磁极对数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：漆亚梅，
申请(专利权)人：深圳市配天电机技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：