永磁同步电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种永磁同步电机。
【背景技术】
[0002]电枢绕组在不通电的状态下，永磁体产生的磁场与定子铁芯之间，在圆周方向产生的切向力，使永磁同步电机的转子有一种沿着某特定方向与定子对齐的趋势，试图将转子定位在某些特定的位置，由此趋势产生的振荡转矩，称为永磁同步电机的齿槽转矩。
[0003]由于齿槽转矩越小，电机旋转时的振动越小，永磁同步电机的效率越高，控制精度越好，所以永磁同步电机的齿槽转矩越小越好。其中，一种降低齿槽转矩的方法就是合理的选择定子槽(以下简称槽)和转子磁极(以下简称极)的数量。目前，最常用的是十二槽八极的永磁同步电机,参见图1,该永磁同步电机包括:十二槽定子10 (图1中虚线圆外部分)和八极转子20 (图1中虚线圆内部分)，十二槽定子10排布在八极转子20的外侧。由于十二槽八极的永磁同步电机的定子和转子的分布特点，导致转子中外圈是南极的永磁体21和外圈是北极的永磁体22在同一时刻，各自面对的定子槽11的总数目不同，例如，在图1中，外圈是南极的永磁体21对应八个定子槽11，外圈是北极的永磁体22对应四个定子槽11。当外圈是南极的永磁体21和外圈是北极的永磁体22在同一时刻各自面对的定子槽11的总数目不同时，外圈是南极的永磁体21的磁力和外圈是北极的永磁体22的磁力不同，导致八极转子02旋转过程中磁力分布不均匀，产生较大的齿槽转矩。
[0004]目前一般通过斜极或是斜槽的方式，来改善八极转子02旋转过程中磁力分布情况，其中，斜极转子的结构参见图2。但是斜极或是斜槽的生产工艺复杂，生产成本增加。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种永磁同步电机，以实现在生产工艺和生产成本基本不改变的情况下，大大降低齿槽转矩，满足实际应用过程中对永磁同步电机低齿槽转矩的要求。
[0006]—种永磁同步电机,包括:十二槽定子和十极转子，所述十二槽定子排布在所述十极转子的外侧。
[0007]优选的,所述十二槽定子包括交替分布的定子槽和定子齿各十二个。
[0008]优选的，所述十极转子包括转子铁芯和排布在所述转子铁芯的外侧交替分布的外圈是南极的永磁体和外圈是北极的永磁体各五个。
[0009]优选的，所述十二槽定子的末端弧面与所述十极转子的内表面弧面共圆心。
[0010]从上述的技术方案可以看出，本发明提供的永磁同步电机采用十二槽十极的方案,十二槽定子排布在十极转子的外侧。由十二槽定子和十极转子的分布特点可以看出，十极转子外圈是南极的永磁体对应的定子槽的总数目和外圈是北极的永磁体对应的定子槽的总数目相同且均是六个，因此，十极转子实现了在任一时刻，外圈是南极的永磁体和外圈是北极的永磁体磁力基本相同，从而十极转子在旋转过程中磁力分布均匀，齿槽转矩大大减小。故本发明提供的十二槽十极永磁同步电机，在生产工艺和生产成本基本不改变的情况下，实现了齿槽转矩的大大降低，满足了实际应用过程中对永磁同步电机低齿槽转矩的要求。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为现有技术公开的一种十二槽八极的永磁同步电机的剖面图；
[0013]图2为现有技术公开的一种斜极转子的结构示意图；
[0014]图3为本发明实施例公开的一种永磁同步电机的剖面图；
[0015]图4为本发明实施例公开的一种十二槽十极永磁同步电机的电磁分析图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]参见图3，本发明实施例公开了一种永磁同步电机的剖面图，永磁同步电机包括:十二槽定子10 (图3中虚线圆外部分)和十极转子30 (图3中虚线圆内部分)，其中，十二槽定子10排布在十极转子30的外侧。
[0018]具体的，十二槽定子10包括交替分布的定子槽11和定子齿12各十二个。
[0019]在图3中虚线圆内部分，假设阴影部分表示外圈是南极的永磁铁31，与阴影部分交替连接的空白部分表示外圈是北极的永磁铁32，因此，十极转子30包括转子铁芯33和排布在转子铁芯33外侧交替分布的外圈是南极的永磁体31和外圈是北极的永磁铁32各五个。
[0020]需要说明的一点是，外圈是南极的永磁铁31和外圈是北极的永磁铁32均是单独永磁铁，均包括北极和南极。其中，外圈是南极的永磁铁31的内圈是北极，外圈是北极的永磁铁32的内圈是南极。
[0021]其中，十二槽定子10的末端弧面与十极转子30的内表面弧面共圆心。
[0022]结合图3,由十二槽定子10和十极转子30的分布特点可以看出，十极转子30外圈是南极的永磁体31对应的定子槽11的总数目是六个，外圈是北极的永磁体32对应的定子槽11的总数目也是六个，由于外圈是南极的永磁体31对应的定子槽11的总数目与外圈是北极的永磁体32对应的定子槽11的总数目相同，因此，十极转子30实现了在任一时刻，夕卜圈是南极的永磁体31和外圈是北极的永磁体32磁力基本相同,从而十极转子30在旋转过程中磁力分布均匀，齿槽转矩大大减小。故本发明提供的十二槽十极永磁同步电机，实现了齿槽转矩的大大降低，满足了实际应用过程中对永磁同步电机低齿槽转矩的要求。并且，本发明提供的永磁同步电机相对于现有技术而言，生产工艺基本不变，新增加的两个永磁铁由于成本也较低，因此，生产成本也基本不变。
[0023]需要说明的一点是，现有技术公开的十二槽八极永磁同步电机的齿槽转矩为0.42Nm(峰峰值)，参见图4，本发明实施例公开的一种十二槽十极永磁同步电机的电磁分析图，其中，横轴表示转子转过的角度(单位:° )，纵轴表示齿槽转矩(单位:Nm)，通过电磁分析计算得到，本发明提供的十二槽十极永磁同步电机的齿槽转矩为0.016Nm(峰峰值)，本发明提供的十二槽十极永磁同步电机相对于现有技术公开的十二槽八极永磁同步电机的齿槽转矩降低了 96%，因此，实现了齿槽转矩的大大降低，满足了实际应用过程中对永磁同步电机低齿槽转矩的要求。
[0024]其中，永磁同步电机的齿槽转矩越低，永磁同步电机的反电动势经测试获得的正弦波曲线越光滑。
[0025]实验测得，十二槽十极永磁同步电机的反电动势经测试获得的正弦波曲线相对于十二槽八极永磁同步电机的反电动势经测试获得的正弦波曲线光滑很多，进一步证明，本发明提供的十二槽十极永磁同步电机的齿槽转矩大大降低。
[0026]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0027]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种永磁同步电机,其特征在于,包括:十二槽定子和十极转子，所述十二槽定子排布在所述十极转子的外侧。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述十二槽定子包括交替分布的定子槽和定子齿各十二个。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述十极转子包括转子铁芯和排布在所述转子铁芯的外侧交替分布的外圈是南极的永磁体和外圈是北极的永磁体各五个。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述十二槽定子的末端弧面与所述十极转子的内表面弧面共圆心。
【专利摘要】本发明提供的永磁同步电机采用十二槽十极的方案，十二槽定子排布在十极转子的外侧。由十二槽定子和十极转子的分布特点可以看出，十极转子外圈是南极的永磁体对应的定子槽的总数目和外圈是北极的永磁体对应的定子槽的总数目相同且均是六个，因此，十极转子实现了在任一时刻，外圈是南极的永磁体和外圈是北极的永磁体磁力基本相同，从而十极转子在旋转过程中磁力分布均匀，齿槽转矩大大减小。故本发明提供的十二槽十极永磁同步电机，在生产工艺和生产成本基本不改变的情况下，实现了齿槽转矩的大大降低，满足了实际应用过程中对永磁同步电机低齿槽转矩的要求。
【IPC分类】H02K21-16, H02K1-27
【公开号】CN104578653
【申请号】CN201310517882
【发明人】陈杨钟, 梁兆明
【申请人】大工科技（上海）有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日