专利名称：一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，属于特种电机电器技术领域。
背景技术：
永磁无刷直流电机具有调速性能好、运行安静、效率高等优点，是非常理想的直流驱动装置。目前，国内外广泛应用于航空、航天、家电、汽车、石油化工等行业的永磁无刷直流电机都是实心结构的，其电机内部不能再安装风扇叶、水轮等其他部件。随着永磁无刷直流电机在各个行业的广泛应用，一些特殊的场合迫切需要在电机内部安装一些风扇叶等部件。在已有技术中，永磁无刷直流电机被大量应用于各行各业。例如，公告的中国发明专利节能型抽油机用无刷直流电机200910030080. 4，公开了一种采用皮带直接驱动抽油杆的抽油机用无刷直流电机，由于采用了多级磁路的定子和钕铁硼磁钢的的外转子， 达到了低速、大力矩的目的；授权的中国发明专利船用无刷三相同步发电机分数槽绕组 ZL200910115721.6，公开了一种船用无刷三相同步发电机分数槽绕组，其特征是将定子槽数108槽、极数8极、相数3相，并联支路数为4，线圈节距为11 ;授权的中国发明专利低速大转矩永磁无刷电机的分数槽绕组ZL200510093634. 7，涉及了磁极数P与铁芯槽数Z 及相数M和分布数Q满足如下条件永磁无刷电机I)当分布数Q为奇数时，铁芯槽数Z =QXMXK，磁极数P = Z + K ;其中K为自然数；2)当分布数Q为偶数时，铁芯槽数Z = QXMXK，磁极数P = Z±2K ;其中K为自然数。公告的中国发明专利无刷直流电机的永磁转子，申请号201110025118. 6，提供了一种转子轭部在径向平面的横截面面积沿从两端到对应相邻磁铁的临接处的方向逐渐增加的永磁转子。以上发明都是在某一特种场合应用的永磁无刷直流电机具体结构的创新。
发明内容
本发明提供一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，其定子、转子等主要部件都集中在电机外侧，其电机内部为空心结构便于安装风扇叶、水轮等其他部件，并且采用分数槽绕组技术和较佳的齿槽匹配来降低电机的齿槽转矩，且起动转矩大、运行平稳、效率闻。本发明为解决其技术问题采用如下技术方案
一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，包括导流环、定子、轴、轴承、支架和由转子轭、磁极和内部部件组成的电机转子，电机支架固定电机定子和轴，定子的槽内有采用双层绕法绕制的三相定子绕组，电机转子通过轴承安装在轴上，电机转子位于定子的内侧且和定子之间有一定间隙，转子和定子在电机径向上的总厚度较小，电机成薄壁筒形状，电机转子轭的外侧粘结有稀土永磁磁极，转子轭内部安装风扇叶或水轮作为内部部件；电机的一侧安装有罩住转子轭、磁极和三相定子绕组的导流环，导流环固定在定子上；其特征在于极数为2n、n为自然数且2n>30的转子的n个N极和n个S极间隔排列，位于转子外部的定子的6n+3个槽内有A、B、C三相定子绕组，三相定子绕组星形连接，每相绕组有等匝数的2n+l个线圈，绕组节距为3，即本电动机每相绕组线圈的个数比普通每极每相绕组线圈为I的普通电机的每相线圈的个数多1，A相多出的线圈将在第2槽和第5槽重复第I槽和第4槽的绕法，B相多出的线圈将在第4n+4槽和第4n+7槽重复第4n+3槽和第4n+6槽的绕法，C相多出的线圈将在第2n+3槽和第2n+6槽重复第2n+2槽和第2n+5槽的绕法；A相绕组在遇到B相绕组叠绕的第4n+4槽时也将多跨一个槽，从第4n+5槽开始绕，遇到C相叠绕时也需多跨一个槽；同理，B相、C相绕组在遇到其他相叠绕时也是如此。本发明的有益效果如下
该装置的直流电机转子旋转后，即可直接带动转子的风扇叶、水轮等内部部件旋转做功，这样取消了原来电机与内部部件的机械传动部分，大大简化了系统结构，节省了安装空间，提高了系统效率。电机齿槽转矩小、转矩脉动小、噪音低、起动转矩大、运行平稳、效率闻。
图I是本发明的直流电机横截面剖视图，其中1、磁极；2、定子；3、转子轭；4、内部部件。图2是图I所示横截面剖视图的左视图，其中1、磁极；3、转子轭；4、内部部件；5、 三相双层定子绕组；6、导流环；7、支架；8、轴承；9、轴。图3是本发明实施例的电机嵌线图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。如图I和图2所示的低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，该电机包括导流环6、定子2、轴9、轴承8、支架7和由转子轭3、磁极I和内部部件4组成的转子，电机支撑架固定电机定子2和轴9，电机转子通过轴承8安装在轴9上。极数为34的永磁转子的17 个N极和17个S极间隔排列，永磁材料为稀土永磁材料，由于电机极数较多，所以每极的磁通量较小，转子和定子轭部厚度可以较小，这样减小了转子和定子2在电机径向上的总厚度，使电机形成薄壁筒式结构。转子内部空间安装有风扇叶或水轮。电机在空气、水等流体进入的一侧安装有罩住转子轭3和磁极I的导流环6，使硬物很难进入定子2、转子之间的间隙，即使有柔软的物体进入定子2、转子之间的间隙也会被空气、水等流体冲走，这样可有效防止异物进入电机定子2、转子之间的间隙而杜塞电机，提高了系统的可靠性。定子嵌线图如图3所示，位于转子外部的定子的105个槽内有A、B、C三相双层定子绕组5，每相绕组有等匝数的35个线圈，绕组节距为3，A相绕组的线圈分别是
槽Ht'4、槽2-槽S、槽5-槽8、槽8-槽11、槽11-槽14、槽14-槽17
、槽20-槽23、槽23-槽26 、槽 39-槽'42、槽 42-槽 45 '# 57-# 60'#60-# 63 、槽76-槽79、槽79-槽82
、槽 26-着 29、靖 29-槽 32、 、禎 45-槽 48、槽 48-槽'51 、槽 63-槽 66、槽 66-槽'69 槽82-槽85、槽85-槽SS、
5 4 2 1 3 5 7 9
/槽/槽/槽/槽
(I (1-41MI
\ 3 \ 6 Zs \槽\槽#Z槽
'#17-# 20 I槽35-槽38 '#5M|57 ■槽73-槽7权利要求
1.一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，包括导流环￠)、定子(2)、轴(9)、 轴承(8)、支架(7)和由转子轭(3)、磁极⑴和内部部件(4)组成的电机转子，电机支架(7)固定电机定子(2)和轴(9)，定子(2)的槽内有采用双层绕法绕制的三相定子绕组(5)， 电机转子通过轴承(8)安装在轴(9)上，电机转子位于定子(2)的内侧且和定子(2)之间有一定间隙，转子和定子(2)在电机径向上的总厚度较小，电机成薄壁筒形状，电机转子轭(3)的外侧粘结有稀土永磁磁极(I)，转子轭(3)内部安装风扇叶或水轮作为内部部件(4); 电机的一侧安装有罩住转子轭(3)、磁极(I)和三相定子绕组(5)的导流环￠)，导流环(6) 固定在定子(2)上；其特征在于极数为2n、n为自然数且2n>30的转子的η个N极和η个 S极间隔排列，位于转子外部的定子(2)的6η+3个槽内有A、B、C三相定子绕组(5)，三相定子绕组(5)星形连接，每相绕组有等匝数的2n+l个线圈，绕组节距为3，即本电动机每相绕组线圈的个数比普通每极每相绕组线圈为I的普通电机的每相线圈的个数多1，A相多出的线圈将在第2槽和第5槽重复第I槽和第4槽的绕法，B相多出的线圈将在第4n+4槽和第 4n+7槽重复第4n+3槽和第4n+6槽的绕法，C相多出的线圈将在第2n+3槽和第2n+6槽重复第2n+2槽和第2n+5槽的绕法；A相绕组在遇到B相绕组叠绕的第4n+4槽时也将多跨一个槽，从第4n+5槽开始绕，遇到C相叠绕时也需多跨一个槽；同理，B相、C相绕组在遇到其他相叠绕时也是如此。
全文摘要
本发明提供了一种低齿槽转矩的薄壁筒式永磁无刷直流电机，属于特种电机电器技术领域。该电机包括导流环(6)、定子(2)、轴(9)、轴承(8)、支架(7)和由转子轭(3)、磁极(1)和内部部件(4)组成的转子，极数为2n、n为自然数且2n>30的永磁转子的n个N极和n个S极间隔排列，位于转子外部的定子的6n+3个槽内有A、B、C三相双层定子绕组；电机转子和定子在电机径向上的总厚度较小，电机成薄壁筒形状，其转子轭内部可以安装风扇叶、水轮等内部部件，节省了安装空间，提高了系统效率。电机齿槽转矩小、转矩脉动小、噪音低、起动转矩大、运行平稳、效率高。
文档编号H02K3/12GK102594069SQ20121005119
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者史立伟, 周波, 魏佳丹 申请人:南京航空航天大学