一种外转子无刷直流电机的定子结构制造技术

技术编号:8740806 阅读:321 留言:0更新日期:2013-05-26 17:26
本实用新型专利技术的外转子无刷直流电机定子结构,包括轴、定子轭部、定子齿部,相互配合的定子齿部中部增加一个矩形辅助槽,或是定子齿部中心线两侧增加两个对称的矩形辅助槽,或是定子齿部中部增加一个凹弧辅助槽。通过改变电机定子齿部结构,减小定子齿部周围磁导变化,降低定子齿中心气隙磁密,减小有害谐波分量,从而降低齿槽转矩脉动,减少噪声,提高电机的工作效率。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种外转子无刷直流电机的定子结构,尤其适用于电动车辆、航模、纺织机械等工业部门的驱动系统。无刷直流电机特别是它较好的高速(超高速)性能和更高的转矩/体积比,因而在要求有良好的静态和高动态响应的伺服驱动系统中,如数控机床、机器人等应用中很有优势。目前无刷直流电机的应用范围已遍及国民经济各个领域,特别是家用电器、电动汽车、航空航天等领域。
技术介绍
传统的外转子无刷直流电机,定子磁极端面结构呈现为凸圆弧面结构,转子磁极端面为凹圆弧面结构,外转子直流无刷电机由于采用转子在外侧并有永磁磁极,定子在内侧并有电枢绕组,且电机采用方波电流供电,其固有的齿槽转矩波动大,导致噪声增大,影响工作效率。其原因是:是由永磁体与电枢齿间相互作用力的切向分量的波动引起的。当定转子存在相对运动时,处于永磁体极弧部分的电枢齿与永磁体间的磁导基本不变,因此这些电枢齿周围的磁场也基本不变而与永磁体的两侧面对应的由一个或两个电枢齿所构成的一小段区域内,磁导变化大,引起磁场储能化,从而产生齿槽转矩。
技术实现思路
本技术的目的是针对已有技术的不足之处,提供一种外转子无刷直流电机的定子结构,通过改变电机定子齿部结构,减小定子齿部周围磁导变化,降低定子齿中心气隙磁密,减小有害谐波分量,从而降低齿槽转矩脉动,减少噪声,提高电机的工作效率。本技术的外转子无刷直流电机定子结构,包括轴、定子轭部、定子齿部,相互配合的定子齿部中部增加一个矩形辅助槽,或是定子齿部中心线两侧增加两个对称的矩形辅助槽,或是定子齿部中部增加一个凹弧辅助槽。本技术将定子齿部结构进行改造,将其制做成拥有辅助槽的结构。外转子无刷直流电机的齿槽转矩的波形由定子齿槽和永磁体的磁场相互作用决定,由于经过气隙的磁场主要通过齿间,并没有深入到槽内,所以辅助槽的槽深对齿槽转矩的影响不大,但与辅助槽的个数、形状有着很大关系。采用辅助槽之后对于外转子无刷直流电机有着以下的益处:(I)增加辅助槽即在冲片表面加辅助凹槽,类似于增加了冲片槽位,从而可以使一个转子旋转周期内,齿槽转矩的变化频率增加,使其主要作用的谐波增大。加辅助凹槽可以减少主要的谐波分量,同时辅助凹槽本身会产生谐波,当辅助凹槽产生的谐波与原定子产生的谐波同相位变化时,会使定位力矩升高;反之,会使定位力矩降低。辅助凹槽中心线与定子冲片中心线的夹角决定了二者是同相还是反相。所加辅助凹槽产生的谐波,将会抵消原来有害的谐波分量的P次谐波,同一冲片在对称位置上排布能取得较好的效果。(2)由于定子齿的聚磁作用,一般气隙齿密的峰值在齿的中部,辅助槽可以降低定子齿中心气隙磁密,从而降低齿槽转矩的峰值,降低齿槽转矩脉动。附图说明图1是本专利技术的外转子无刷直流电机的定子结构实例一示意图。图2是本专利技术的外转子无刷直流电机的定子结构实例二示意图。图3是本专利技术的外转子无刷直流电机的定子结构实例三示意图。图中:1 一轴,2—定子齿部,3—定子轭部,4 一矩形辅助槽,5—转子磁极,6 —凹弧辅助槽。具体实施方式以下结合附图中的实施例对本技术作进一步的描述:本技术的外转子无刷直流电机定子结构,以两相的外转子无刷直流电机的定子结构为例,它由轴1、定子齿部2、定子轭部3、矩形辅助槽4、转子磁极5和凹弧辅助槽6构成。图1所示,定子齿部2中部分增加一个矩形辅助槽4。图2所示,定子齿部2中间线两侧增加两个矩形辅助槽4。图3所示,定子齿部2中部分增加一个凹弧辅助槽6。权利要求1.一种外转子无刷直流电机定子结构,包括轴(I)、定子齿部(2)、定子轭部(3)、转子磁极(5)和辅助槽,其特征在于:定子齿部(2)中部增加一个矩形辅助槽(4),或是定子齿部(2)中心线两侧增加两个对称的矩形辅助槽(4),或是定子齿部(2)中部增加一个凹弧辅助槽(6)。专利摘要本技术的外转子无刷直流电机定子结构,包括轴、定子轭部、定子齿部,相互配合的定子齿部中部增加一个矩形辅助槽,或是定子齿部中心线两侧增加两个对称的矩形辅助槽,或是定子齿部中部增加一个凹弧辅助槽。通过改变电机定子齿部结构,减小定子齿部周围磁导变化,降低定子齿中心气隙磁密,减小有害谐波分量,从而降低齿槽转矩脉动,减少噪声,提高电机的工作效率。文档编号H02K1/14GK202949290SQ20122062262公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日专利技术者郭其锋, 房康宁, 张祥虎, 边道海, 王青, 张妙飞 申请人:中国矿业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外转子无刷直流电机定子结构,包括轴(1)、定子齿部(2)、定子轭部(3)、转子磁极(5)和辅助槽,其特征在于:定子齿部(2)中部增加一个矩形辅助槽(4),或是定子齿部(2)中心线两侧增加两个对称的矩形辅助槽(4),或是定子齿部(2)中部增加一个凹弧辅助槽(6)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:郭其锋房康宁张祥虎边道海王青张妙飞
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:实用新型
国别省市:

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