三相永磁式同步电动的制造方法

三相永磁式同步电动的制造方法
【专利摘要】一种三相永磁式同步电动机，能够显著降低齿槽转矩。该三相永磁式同步电动机，在将转子（3）的磁极数设为P、将定子（2）的槽数设为N时的分数2N/3P为非整数，其中，与转子（3）的磁极的面隔着空隙而相对面的定子（2）的齿（5）在圆周方向上的齿宽为定子（2）的槽距的大致1/2。另外，在外转子形式的三相永磁式同步电动机中，使得所述定子（2）的齿（5）在半径方向上的截面，从齿顶部至齿根部大致相同，或者齿根部比齿顶部大，能够使得可从齿顶部安装预先卷绕了线圈的绕组单元。
【专利说明】三相永磁式同步电动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在电动汽车的驱动用电动机等中能够得到顺畅的旋转的适宜的三相永磁式的同步电动机。
【背景技术】
[0002]三相的永磁式同步电动机中，一般使用如下这样的电动机:在将转子的磁极数设为P、定子的槽数设为N的情况下，2N/3P为整数。但是，在这种电动机中，存在齿槽转矩大这样的问题。而为了降低该齿槽转矩，提出了如下技术:作为2N/3P是非整数的分数槽电动机，通过特定磁极数P与槽数N的组合来降低齿槽转矩。
[0003]例如在专利文献I中示出了如下内容:在将磁极数设为P、将槽数设为N时，通过使N/P为I < N/P = 1.2，从而能够降低齿槽转矩。
[0004]另外，在专利文献2中示出了如下内容:在将磁极数设为P、将槽数设为N时，通过使槽数N为N = 3X〔 P/2-1NT (P/10)〕，从而能够降低齿槽转矩。但是，INT (P/10)表示P被10除之后的商的整数部的值。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I JP特开2003-250254号公报；
[0008]专利文献2 JP特开2003-032983号公报。

【发明内容】

[0009]发明要解决的问题
[0010]在所述专利文献I及专利文献2中示出了如下内容:通过使电动机为分数槽形式，使磁极数与槽数为规定的关系，从而降低电动机的齿槽转矩，但是，仅通过使磁极数与槽数为规定的关系，并不能使齿槽转矩充分变小。
[0011]而本发明为了改善这些现有技术，在永磁式的同步电动机中，提供了一种通过使电动机为分数槽形式，并且使定子或者转子的槽距与槽宽(齿宽)的关系为特定的关系而使齿槽转矩显著降低的三相永磁式同步电动机。
[0012]解决问题的手段
[0013]技术方案I的发明是一种三相永磁式同步电动机，在将转子或者定子的磁极数设为P、将定子或者转子的槽数设为N时的分数2N/3P为非整数，其中，与转子或者定子的磁极的面隔着空隙而相对面的定子或者转子的齿在圆周方向上的齿宽为定子或者转子的槽距的大致1/2。
[0014]另外，技术方案2的发明，是如技术方案I的发明所述的三相永磁式同步电动机，其中，定子或者转子的齿顶的两侧角部被加工为曲面。
[0015]另外，技术方案3的发明，是如技术方案I或2的发明所述的三相永磁式同步电动机，其中，所述转子或者定子的磁极数为20，定子或者转子的槽数为24。[0016]另外，技术方案4的发明，是如技术方案I~3中任一项的发明所述的三相永磁式同步电动机，其中，所述三相永磁式同步电动机为外转子形式，所述定子的齿在半径方向上的截面，从齿顶部至齿根部大致相同，或者齿根部比齿顶部大，能够从齿顶部安装预先卷绕了线圈的绕组单元。[0017]另外，技术方案5的发明，是如技术方案I~4中任一项的发明所述的三相永磁式同步电动机，其中，所述三相永磁式电动机是电动汽车用的轮内电动机。
[0018]发明的效果
[0019]根据技术方案I~5的发明，通过使得电动机为分数槽形式，使定子或者转子在圆周方向上的齿顶宽度为槽距的1/2，从而能够使得齿槽转矩基本上为零。另外，特别是技术方案4，由于进一步使得定子的齿的截面从齿顶部至齿根部大致均一，或者使得齿根部比齿顶部大，因此，能够从齿顶安装预先组装有线圈的绕组单元，所以绕线作业变得容易，另外，能够提高槽内的绕组的占有率。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1是示出本发明第一实施例的外转子式电动机的转子与定子的关系的剖视图。
[0021]图2是图1的局部放大图。
[0022]图3是基于图2的齿槽转矩的分析曲线图。
[0023]图4是在本发明第一实施例的定子的齿上安装绕组单元的安装工序说明书。
[0024]图5是在本发明第一实施例的定子的齿上安装绕组单元后的的剖视图。
[0025]图6是示出本发明第二实施例的外转子式电动机的转子与定子的关系的剖视图。
[0026]图7是本发明第一实施例的外转子式电动机作为电动汽车的轮内电动机来适用的概略结构图。
[0027]附图标记的说明
[0028]I 外转子式电动机2 定子
[0029]3 转子4 永久磁铁
[0030]5 齿5a齿顶部
[0031]5b齿根部5'齿
[0032]5a'齿顶部6 槽
[0033]8 轮辋9 轮辐板
[0034]10 车轮11 轴
[0035]12法兰盘13螺栓
[0036]14螺栓15电动机外罩
[0037]16轮胎17内骨架
[0038]18轴承19螺栓
[0039]20转向节21盘钳
[0040]22制动盘23绕线管
[0041]24线圈25绕组单元
[0042]26槽部27突部【具体实施方式】
[0043]本发明是一种三相的永磁式同步电动机，在将转子或者定子的磁极数设为P、定子或者转子的槽数设为N时的分数2N/3P为非整数，其中，与转子或者定子的磁极的面隔着空隙而相对面的定子或者转子的齿在圆周方向上的齿宽为定子或者转子的槽距的大致1/2。
[0044]由此，能够显著降低齿槽转矩。
[0045]第一实施例
[0046]下面基于【专利附图】

【附图说明】本发明的第一实施例。该外转子式电动机I包括有大致圆形的定子2和围绕该定子2的外侧沿着圆周方向旋转的圆筒状的转子3。所述转子3在内面具有多个永久磁铁4，与该永久磁铁4相对面而设置有在所述定子2的外周分别隔开规定间隔而呈放射状配设的多条齿5。另外，在所述相邻的齿5之间形成有槽6。
[0047]而所述转子3的磁极数为20，定子2的所述槽6的数量为24。因此，在将转子3的磁极数设为P、定子2的槽数设为N的情况下，2N/3P为0.8，形成为分数槽。另外，定子2的齿5在半径方向上的截面，从齿顶部到齿根部为相同大小相同形状的方形。另外，虽然图中省略，但是在所述定子2的各齿5的外周卷绕有线圈。
[0048]图2示出转子3的永久磁铁4的幅宽L1、极距L2与定子2的齿5的齿宽L3以及槽6的槽距L4的关系。一般而言使磁铁幅宽L1相对于极距L2的比率为0.6~0.8的程度，但是在后述的分析中，使得磁铁幅宽L1与极距L2之比为2/3。另外，槽距L4相对于所述齿5的齿宽L3的比率为大致2倍。
[0049]而转子3侧的磁铁磁动势(A)、定子2的磁电纳(λ )、两者相乘得到的磁通密度(B)、将其平方就成为磁能分`布(D = B2)。而在全周上对D积分，若将总磁能量设为Qm，将转子3的旋转方向的位移设为X，将电磁力设为F，则电磁力(F)的计算算法如下。
[0050]公式一:
【权利要求】
1.一种三相永磁式同步电动机，在将转子或者定子的磁极数设为P、将定子或者转子的槽数设为N时的分数2N/3P为非整数，其特征在于， 与转子或者定子的磁极的面隔着空隙而相对面的定子或者转子的齿在圆周方向上的齿宽为定子或者转子的槽距的大致1/2。
2.如权利要求1所述的三相永磁式同步电动机，其特征在于，所述定子或者转子的齿顶的两侧角部被加工为曲面。
3.如权利要求1或2所述的三相永磁式同步电动机，其特征在于，所述转子或者定子的磁极数为20，定子或者转子的槽数为24。
4.如权利要求1?3中任一项所述的三相永磁式同步电动机，其特征在于，所述三相永磁式同步电动机为外转子形式，所述定子的齿在半径方向上的截面，从齿顶部至齿根部大致相同，或者齿根部比齿顶部大，能够从齿顶部安装预先卷绕了线圈的绕组单元。
5.如权利要求1?4中任一项所述的三相永磁式同步电动机,其特征在于，所述三相永磁式电动机是电动汽车用的轮内电动机。
【文档编号】H02K21/22GK103733486SQ201280039736
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月30日 优先权日:2012年2月24日
【发明者】远藤研二 申请人:Sim传动株式会社