专利名称：一种辅助槽减少齿槽转矩的永磁直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及永磁直流电动机，具体而言，涉及用于在永磁直流电动机中抑制齿槽转矩效应的设计和布置。
背景技术：
相较于普通直流电动机，永磁直流电动机具有结构简单、可靠性高、效率高、体积小、重量轻等特点，在汽车工业、家用电器、工业生产、交通运输、航空航天等领域得到了广泛应用。然而，在永磁电机中，由于永磁体和有槽电枢铁芯之间的相互作用，不必避免地产生齿槽转矩效应。齿槽转矩可导致转矩波动，引起振动和噪声，影响系统的控制精度，因此，如何简单有效地抑制齿槽转矩成为近年来人们关注的热点问题。目前，已经提出的削弱齿槽转矩的方法有改变磁极的极弧系数、磁极偏移、采用斜极、改变槽口宽度、采用不等宽槽口、合理选择电枢槽数和极数，等等。在设计电机参数、抑制齿槽转矩方面，仍存在改进空间。
实用新型内容针对上述问题，开发出本实用新型。根据本实用新型的一实施形态，一种永磁直流电动机包含定子以及转子，定子包含机壳和设置在机壳内侧的多个永磁体，转子设置在定子内，所述永磁直流电动机的特征在于，在转子的各个齿冠上设有一个以上的辅助槽，其在转子旋转方向上的宽度与转子槽口的宽度相等，且深度等于转子槽口宽度的一半，辅助槽的数量被选择为使得与无辅助槽的情况下相比，等效极槽数的最小公倍数增大。优选为,在所述永磁直流电动机中，在与转子旋转轴垂直的方向上，机壳截面为正方形；并且，所述多个永磁体为四个永磁体，分别设置在正方形机壳的四个角上。更为优选的是，在与转子旋转轴垂直的方向上，各个永磁体的截面形状被设置为在远离转子的一侧上呈现与相对应的机壳角的轮廓相配合的轮廓，在接近转子的一侧上呈现圆弧形轮廓，且该圆弧的外缘与转子旋转轴心之间的距离相等。优选为，所述永磁直流电动机为4极6槽电动机，且每个转子齿冠上的辅助槽的数量为2个。优选为，在所述永磁直流电动机中，在与转子旋转轴垂直的方向上，辅助槽的截面形状为弧形、三角形或矩形。优选为，在所述永磁直流电动机中，在转子旋转方向上，各个齿冠上的所述一个以上的辅助槽相对于齿冠的中心线对称分布。优选为，所述永磁直流电动机还包含绕卷在转子齿上的集中绕组。借助以上结构，电动机的齿槽转矩得以减小，相应地，运行振动和噪音得到抑制。该电动机特别适宜用在汽车中，例如用作用于调节座椅水平方向移动的电动机，提升整车的舒适性。
图1示意性地示出了在与电动机转子旋转轴垂直的方向上取得的示例性电动机的截面图。
具体实施方式
下面将参照附图介绍根据本实用新型的优选实施例。以4极6槽永磁直流电动机为例，图1示意性地示出了在与转子旋转轴垂直的方向上取得的电动机的截面图，为清楚起见，图中省略了电枢绕组和机壳。如图1所示，永磁直流电动机包含定子以及转子2，定子包含机壳和设置在机壳内侧的4个永磁体1，转子2设置在定子内，并具有6个槽3。通过对永磁电机齿槽转矩进行解析分析发现，对电枢槽数和极数进行合理的组合，能够改变在齿槽转矩中起主要作用的基本频率齿槽转矩的次数和大小，有效地削弱齿槽转矩。由于齿槽转矩的次数是槽数和极数的公倍数，其中，基本频率齿槽转矩的次数为槽数和极数的最小公倍数，因此，通过在每个转子齿的齿冠上设置辅助槽4，能够对电动机的极槽配合进行优化。尽管图1中示出了每个转子齿具有两个辅助槽4的情况，然而，可以设置其他数量的辅助槽4。辅助槽4的数量被选择为与无辅助槽的情况下相比，使得等效极槽数的最小公倍数增大，由此，增大基本频率齿槽转矩的频率，并相应地减小基本频率齿槽转矩的幅度，从而抑制齿槽转矩效应。如图1所示，根据本实用新型的一实施方式，辅助槽4在转子旋转方向上的宽度可被设置为与转子2的槽口的宽度相等，且辅助槽4的深度可被设置为等于转子2的槽口宽度的一半。根据本实用新型的一实施方式，在转子2的旋转方向上，位于各个齿冠上的辅助槽4可以相对于其所位于的齿冠的中心线呈现对称分布。如图1所示出的那样，位于转子2齿冠上的两个辅助槽4将齿冠三等分。在图1所示的永磁直流电动机中，辅助槽4在与转子2的旋转轴垂直的方向上的截面为弧形。弧形形状的辅助槽可以借助相对较为简单的加工工艺实现。如图1所示，在永磁直流电动机中，在与转子2的旋转轴垂直的方向上，机壳截面被设置为正方形，四个永磁体I分别位于正方形机壳的四个角。在与转子2的旋转轴垂直的方向上，各个永磁体I的截面形状被设置为在远离转子2的一侧上呈现与相对应的机壳角的轮廓相配合的轮廓，在接近转子2的一侧上呈现圆弧形轮廓，且该圆弧的外缘与转子2的旋转轴心之间的距离相等。借助这样的布置，能够减小电动机尺寸，节省电动机安装空间，并且进一步使得齿槽转矩降低。在本实用新型的一实施方式中，电动机还包含绕卷在转子齿上的集中绕组。由于集中绕组的端接部分较短，故导线用量较少，降低了绕组线圈的电阻和铜耗，带来了电动机运行效率的提升。借助以上结构，在根据本实用新型的实施例的永磁直流电动机中，齿槽转矩得以减小，相应地，运行振动和噪音得到抑制。这样的电动机特别适宜用在汽车中，例如但不限于用作用于调节座椅水平方向移动的电动机，提升整车的舒适性。尽管针对4极6槽电动机介绍了本实用新型的设计构思，然而，本实用新型并不限于应用于4极6槽电动机，同样可应用于具有其他极数和/或槽数的电动机。上面介绍的实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的。在不脱离本实用新型的构思的情况下，可对这些细节作出多种修改、替代、等效。例如，除弧形截面的辅助槽以外，本领域技术人员可以想到用其它多种截面形状的辅助槽代替弧形截面辅助槽以实现类似的效果，例如，辅助槽截面可采用三角形、矩形等多种其它的形状。因此，本实用新型的保护范围由权利要求书而不是上面的说明限定，且旨在包括落在权利要求及其等价内容范围内的所有修改。
权利要求1.一种永磁直流电动机,其包含定子以及转子(2),定子包含机壳和设置在机壳内侧的多个永磁体(I )，转子(2)设置在定子内，所述永磁直流电动机的特征在于 在转子(2)的各个齿冠上设有一个以上的辅助槽(4)，其在转子旋转方向上的宽度与转子槽口的宽度相等，且深度等于转子槽口宽度的一半，辅助槽(4)的数量被选择为使得与无辅助槽的情况下相比，等效极槽数的最小公倍数增大。
2.根据权利要求1的永磁直流电动机，其中， 在与转子旋转轴垂直的方向上，机壳截面为正方形；且其中， 所述多个永磁体(I)为四个永磁体，分别设置在正方形机壳的四个角上。
3.根据权利要求2的永磁直流电动机，其中， 在与转子旋转轴垂直的方向上，各个永磁体(I)的截面形状被设置为在远离转子(2)的一侧上呈现与相对应的机壳角的轮廓相配合的轮廓，在接近转子(2)的一侧上呈现圆弧形轮廓，且该圆弧的外缘与转子旋转轴心之间的距离相等。
4.根据权利要求1的永磁直流电动机，其为4极6槽电动机，且每个转子(2)齿冠上的辅助槽(4)的数量为2个。
5.根据权利要求1或2的永磁直流电动机，其中，在与转子旋转轴垂直的方向上，辅助槽(4)的截面形状为弧形、三角形或矩形。
6.根据权利要求1或2的永磁直流电动机，其中，在转子旋转方向上，各个齿冠上的所述一个以上的辅助槽(4)相对于齿冠的中心线对称分布。
7.根据权利要求1或2的永磁直流电动机，其还包含绕卷在转子齿上的集中绕组。
专利摘要本实用新型涉及辅助槽减少齿槽转矩的永磁直流电动机。一种永磁直流电动机，其包含定子以及转子(2)，定子包含机壳和设置在机壳内侧的多个永磁体(1)，转子(2)设置在定子内，所述永磁直流电动机的特征在于在转子(2)的各个齿冠上设有一个以上的辅助槽(4)，其在转子旋转方向上的宽度与转子槽口的宽度相等，且深度等于转子槽口宽度的一半，辅助槽(4)的数量被选择为使得与无辅助槽的情况下相比，等效极槽数的最小公倍数增大。
文档编号H02K1/17GK202872485SQ20122035659
公开日2013年4月10日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者张新发, 郭晓伟 申请人:广东肇庆爱龙威机电有限公司