四组三项供电外转子永磁电动机的制作方法

本发明涉及电动机领域，具体的说是四组三项供电外转子永磁电动机。

背景技术：

电动机应用领域十分广泛，根据不同的实际需求，电动机的种类、型号繁多。但是涉及到一些新兴领域、特定环境、特殊工况的应用条件下，现有的电动机虽然能够完成任务，却存在着诸多的不稳定、不安全等因素。

例如，某无人潜航器项目，根据实际应用需求，必须由低压电池组供电。同时在选型电动机的参数上，还要达到相应的标准。由于电池电压的限制，如果选取普通的永磁电动机，使用1组三相绕组为电动机供能，很难满足低压电池组的设计要求。即便是能够达到使用的需求，那么为了确保相应的电动机参数，就不得不提高电动机的电流。过大的电流应用到无人潜航器中，会增大电动机、甚至无人潜航器的不稳定性；而为了确保该项目的顺利实验、应用，就需要增加多种保障、监测手段，导致无人潜航器的总体成本增加。

因此，需要设计一款在低压电池组供电条件下，能够适应实际需求的电动机，要求电动机尽可能的排除如电流过大引起的不稳定的因素，对实际应用电动机的总体需求、成本要求较小。

技术实现要素：

为了解决现有技术中，存在的技术问题，本发明提出来一种改进的永磁电动机。

本发明的技术方案如下：

4组三项供电外转子永磁电动机，包括定子组件和转子组件；

所述定子组件包括具有外圆周面的定子支撑、围绕在定子支撑的外圆周面上的定子铁芯、管状的轴、在定子铁芯上平均排列的多个电枢绕组；

所述轴的轴心线垂直于定子支撑的圆心且轴与定子支撑固定连接，轴的中部具有出线孔，电枢绕组的引出端通过引出线穿过出线孔与低压电池组连接；

所述转子组件包括轴承、具有内圆周的转子外壳、圆环形状的转子铁芯、围绕在转子铁芯的内圆周上固定设置的多个磁钢；

所述定子组件和转子组件分别通过轴和轴承活动连接；

所述电枢绕组为4组，由4组三相供电供能；

所述每组电枢绕组分别通过引线孔引出3根引出线与低压电池组连接；

所述4组三相供电采用并联方式与低压电池组连接。

本发明具有以下优点：

1，通过4组三相供电的设计，降低了电枢绕组的电流，提高了电动机的稳定性。

2，电动机具有4个功率板，至少有一个功率板能正常工作的条件下，电动机依然能够低功率运行，提高了电动机的稳定性。

3，本发明的技术方案结构简单可靠，制造成本低，易于大规模推广。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的侧视结构示意图。

图3是本发明的4组三相供电电路图。

图4是本发明的转子结构示意图。

图5是本发明的电枢绕组结构示意图。

其中，1、定子支撑，2、定子铁芯，3、轴，4、电枢绕组，5、出线孔，6、转子，7、转子外壳，8、转子铁芯，9、磁钢，10、轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明具体说明。

实施例1：

4组三项供电外转子永磁电动机，包括定子组件和转子组件。

所述定子组件包括具有外圆周面的定子支撑、外绕在定子支撑的外圆周面上的定子铁芯、管状的轴、在定子铁芯上平均排列的多个电枢绕组；所述轴的轴心线垂直于定子支撑的圆心且轴与定子支撑固定连接，轴的中部具有出线孔，电枢绕组的引出端通过引出线穿过出线孔与低压电池组连接；所述转子组件包括轴承、具有内圆周的转子外壳、圆环形状的转子铁芯、围绕在转子铁芯的内圆周上固定设置的多个磁钢；所述定子组件和转子组件分别通过轴和轴承活动连接；所述电枢绕组为4组，由4组三相供电供能；所述每组电枢绕组分别通过引线孔引出3根引出线与低压电池组连接；所述4组三相供电采用并联方式与低压电池组连接。

选择外转子永磁电动机作为改进的基础，一方面，外转子永磁电动机在一些特殊领域中适合应用，尤其是具有相级数多、低转速、高转矩等优点，另一方面，外转子永磁电动机也具有节能、高效等优点，同时，也便于维修。

电动机的轴与定子铁芯通过定子支撑固定在一起，电动机的转子通过轴两端的轴承定位来保证定子、转子间的气隙均匀。

在低压电池组的供电环境中，电动机动力参数满足需求的条件下，增强电动机的稳定性是必须要解决的问题。其中，首要的问题是解决电动机的电流值较大的问题。

为了解决该技术问题，本实施例的技术方案中，设计了4组三相供电，通过并联的方式，降低了每一根电枢绕组引出线的电流，同时也降低了电动机功率板的压力，提高了电动机工作的稳定性。

每一组三相供电，对应一组电枢绕组，因此本实施例的方案设计为4组电枢绕组。每一组电枢绕组具有三根引出线，通过引线孔引出；4组电枢绕组共有12根引出线。

为了满足某无人潜航器的设计要求，进一步的，将4组三项供电外转子永磁电动机设计为：52极数，48槽数；每一组电枢绕组三项共绕12个绕齿，4组三项共绕48个绕齿。

在不改变输出功率的条件下，电动机的极数越多，电动机的扭矩越大，能够适合某无人潜航器的设计要求。

进一步的，4组电枢绕组中，u1、u2、u3和u4具有相同电源相位；同理，v1、v2、v3、v4或w1、w2、w3、w4同样具有相同电源相位；

由于每一组电枢绕组三相共绕12个绕齿，因此，将每一组中的同相位的线圈采用并联的方式将引出端接合到一起，即：每一组电枢绕组中：4个u1线圈的引出端并联，同理，4个u2……或4个v2、或4个v3……或4个w3、或4个w4的线圈引出端并联，且并联后的引出端与每项的引出线连接。

同时，u1、u2、u3和u4作为一个线圈组在定子铁芯的外圆周上逆时针连续排列；同理，v1、v2、v3和v4作为一个线圈组、以及w1、w2、w3和w4作为一个线圈组在定子铁芯的外圆周上逆时针连续排列；每一个线圈组在定子铁芯的外圆周上逆时针间隔排列。

相对于将各组同相序线圈集中排列的方式，这种线圈的排列的方法可以消除电动机在4组电源未全部供电情况下，电动机定子、转子之间的不平衡磁拉力。

某无人潜航器的设计为52极数，因此将52极数是26个n极和26个s极，n极和s极在转子铁芯的内圆周上间隔排列，即n-s-n-s……的圆周排列方式。

为了配合4组三相供电的设计，进一步的，还包括4个功率板，每组电枢绕组的引出线分别连接一个功率板。由于有4个功率板，即便是某一个功率板出现故障，其他的功率板依然能够正常工作，即，电动机即使只有1组电枢绕组通电的情况下，依然能维持低功率运行，进一步的提高了整个驱动系统、电动机的稳定性。

还包括4个逆变器，所述每组电枢绕组通过一个逆变器与低压电池组连接。

电动机由36v电池供电，额定转矩400nm，额定功率5kw，峰值转矩900nm。

本实施例中所述的低压电池组可以采用现有技术中的电压等级不同的电池组，优选的是36v电池组。

本实施例中所述磁钢可以采用现有技术中的磁性材料制成，优选是由n50sh钕铁硼永磁材料制成。

本实施例中所述转子铁芯可以采用现有技术中的多种材料制成，优选的是由s10c低碳钢材料制成。

本实施例中所述轴承可以采用现有技术中的多种防水轴承，优选的是能够防水的陶瓷轴承。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。