绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机领域，具体涉及一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机。
【背景技术】
[0002]传统的永磁电机本体中电枢铁心上有齿槽，容易出现齿槽转矩。由于定子齿槽的存在，当永磁转子磁极与定子齿槽相对在不同位置时，主磁路的磁导发生了变化。即使电动机绕组不通电，由于齿槽转矩的作用，电机转子有停在圆周上若干个稳定位置上的趋向。当电动机旋转时，齿槽转矩表现为一种附加的脉动转矩，虽然它不会使电动机平均有效转矩增加或减少，但它引起速度波动、电机振动和噪声，特别是轻负荷和低速时显得更加明显。在变速驱动时，如果齿槽转矩频率接近系统固有频率可能产生谐振和强烈噪声。另外在启动时，由于齿槽转矩的存在需要增大最初的起动转矩，这对于一些无传感器控制方式就比较敏感；对于单相永磁无刷电机，过大的齿槽转矩甚至使电机不能正常启动。为了降低永磁电机的齿槽转矩，最彻底的办法就是采用无齿槽结构，无齿槽电机可以消除齿槽转矩和齿谐波，使得转子转动趋于平稳。
[0003]而传统的无齿槽电机，大多是绕组贴在光滑的铁心表面或者定子采用无铁心结构(例如:空心杯电机等)。前者在线圈的嵌装、绝缘过程相对比较麻烦，而且定子的整体强度不好；后者由于定子多采用绝缘骨架结构，使得其导热效果差，而且电机整体结构比较大，限制了其向大功率方向的发展。
【发明内容】
[0004]基于以上不足之处，本发明提供一种绝缘无磁齿槽定子铁心的外转子大功率高速电机，本发明克服传统有齿槽电机的齿槽转矩，整体强度低；现有无齿槽永磁电机线圈的嵌装、绝缘麻烦，定子导热效果差、无法设计成大功率等方面的不足。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机,包括电机定子和电机外转子，电机定子和电机外转子之间为气隙，电机定子包括绝缘无磁齿槽定子铁心、定子线圈、定子铁心安装架、定子铁心锁紧环和定子铁心安装键，绝缘无磁齿槽定子铁心安装到定子铁心安装架上，绝缘无磁齿槽定子铁心两端用定子铁心安装键进行定位，绝缘无磁齿槽定子铁心一端用定子铁心锁紧环紧固，定子线圈嵌装到电机绝缘无磁定子线槽内，所述的电机外转子包括电机外转子磁钢和电机外转子铁心。
[0007]本发明还有这样一些技术特征:
[0008]1.所述的绝缘无磁齿槽定子铁心包括定子导磁环、定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘和绝缘无磁齿条压盘，定子绝缘无磁齿条扣在定子导磁环上，定子绝缘无磁齿条两端先用第一、第二绝缘无磁齿条定位盘定位，然后再用绝缘无磁齿条压盘压紧，定子绝缘无磁齿条在定子导磁环上均匀分布，相邻两个定子绝缘无磁齿条中间形成电机绝缘无磁定子线槽，用于嵌装定子线圈。
[0009]2.所述的电机外转子铁心和定子导磁环均采用导磁性能良好，最小磁感B5_ >1.62T的材料且必须是叠层叠压而成。
[0010]3.所述的定子铁心安装架和定子铁心锁紧环是用来固定绝缘无磁齿槽定子铁心，均采用不导磁且电导率低于1380000siemens/m的金属材料制成。
[0011]4.所述的定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘和绝缘无磁齿条压盘均采用绝缘不导磁的高分子材料制作。
[0012]本发明的原理是:本发明采用定子绝缘无磁齿条扣在定子导磁环上，两端用绝缘无磁齿条定位盘定位，最后再用绝缘无磁齿条压盘压紧形成绝缘无磁齿槽定子铁心，绝缘无磁齿条在定子导磁环上均匀分布，相邻两个齿条之间形成定子线槽，线圈嵌装在定子线槽内。由于构成定子线槽的齿条为绝缘不导磁材料，就相当于没有齿槽，所以在电机旋转和变速时可以消除齿槽转矩和齿谐波，使得转子转动趋于平稳。同时电机定子线圈通过绝缘紧挨着定子导磁环，可以有效的降低电机定子线圈的热量。
[0013]本发明具有如下有益的效果:
[0014]本发明与现有技术相比的优点在于:本发明利用绝缘材料和导磁材料构成了绝缘无磁齿槽定子铁心，与现有无齿槽永磁高速电机相比具有以下特点:
[0015](I)较现有的无齿槽永磁高速电机，本发明具有线圈的嵌装、绝缘处理简单、整体强度高的优点:线圈嵌装和普通有齿槽电机相同，由于形成定子槽的材料为绝缘不导磁材料，所以只需要做绕组和导磁环之间的绝缘。
[0016](2)较现有的定子无铁心电机(例如:空心杯电机)，本发明具有导热性好的优点:由于绕组紧靠定子导磁环，所以热量容易导出。相比于定子无铁心的电机其定子安装绕组的骨架整体为绝缘高分子材料，导热效果要明显改善。
[0017](3)较现有的定子无铁心电机(例如:空心杯电机)，本发明更容易设计制作成大功率。由于定子无铁心电机一般都有两个转子，用于形成磁回路，所以结构尺寸偏大。而本发明结构和普通电机结构相似，在结构方面没有限制，更适合做成大功率电机。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的绝缘无磁齿槽定子示意图；
[0019]图2为本发明的整体结构示意图。
[0020]其中，1、定子铁心安装架，2、定子铁心锁紧环，3、第一绝缘无磁齿条定位盘，4、定子绝缘无磁齿条，5、定子导磁环,6、第二绝缘无磁齿条定位盘,7、绝缘无磁齿条压盘,8、绝缘无磁齿槽定子铁心，9、电机外转子铁心，10、电机外转子磁钢，11、气隙，12、定子线圈，13、定子铁心安装键。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0022]实施例1
[0023]一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，包括电机定子和电机外转子，电机定子和电机外转子之间为气隙11，电机定子包括绝缘无磁齿槽定子铁心8、定子线圈12、定子铁心安装架1、定子铁心锁紧环2和定子铁心安装键13，绝缘无磁齿槽定子铁心8安装到定子铁心安装架I上，绝缘无磁齿槽定子铁心8两端用定子铁心安装键13进行定位，绝缘无磁齿槽定子铁心8 —端用定子铁心锁紧环2紧固，定子线圈12嵌装到电机绝缘无磁定子线槽内，所述的电机外转子包括电机外转子磁钢10和电机外转子铁心9。
[0024]所述的绝缘无磁齿槽定子铁心8包括定子导磁环5、定子绝缘无磁齿条4、第一绝缘无磁齿条定位盘3、第二绝缘无磁齿条定位盘6和绝缘无磁齿条压盘7,定子绝缘无磁齿条4扣在定子导磁环5上，定子绝缘无磁齿条4两端先用第一、第二绝缘无磁齿条定位盘3、6定位，然后再用绝缘无磁齿条压盘7压紧，定子绝缘无磁齿条4在定子导磁环5上均匀分布，相邻两个定子绝缘无磁齿条4中间形成电机绝缘无磁定子线槽，用于嵌装定子线圈12 ；所述的电机外转子铁心和定子导磁环均采用导磁性能良好的材料且必须是叠层叠压而成；所述的定子铁心安装架和定子铁心锁紧环是用来固定绝缘无磁齿槽定子铁心，均采用不导磁且电导率低的金属材料制成；所述的定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘和绝缘无磁齿条压盘均采用绝缘不导磁的高分子材料制作。
[0025]实施例2
[0026]电机定子铁心是由导磁材料和绝缘不导磁材料组成的一种新型的绝缘无磁齿槽铁心，绝缘无磁齿槽定子铁心包括定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘、绝缘无磁齿条压盘和定子导磁环。定子绝缘无磁齿条扣在定子导磁环上均匀分布，形成电机定子线槽。定子铁心安装架和定子铁心锁紧环主要是用来固定绝缘无磁齿槽定子铁心，均采用不导磁且电导率低的金属材料制成，如ICrlSN1Ti (电导率为1370000siemens/m);定子铁心上的定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘、绝缘无磁齿条压盘均采用绝缘不导磁的高分子材料制作，如P1、PE1、PEEK、PEK中的任意一种；电机外转子铁心和定子导磁环均采用导磁性能良好的材料，如IJ50、IJ79、IJ22、硅钢或非晶中的任意一种制成，且必须是叠层叠压而成，以减小铁耗。
【主权项】
1.一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，包括电机定子和电机外转子，其特征在于:电机定子和电机外转子之间为气隙(11)，电机定子包括绝缘无磁齿槽定子铁心(8)、定子线圈(12)、定子铁心安装架(I)、定子铁心锁紧环(2)和定子铁心安装键(13)，绝缘无磁齿槽定子铁心(8)安装到定子铁心安装架(I)上，绝缘无磁齿槽定子铁心(8)两端用定子铁心安装键(13)进行定位，绝缘无磁齿槽定子铁心(8) —端用定子铁心锁紧环(2)紧固，定子线圈(12)嵌装到电机绝缘无磁定子线槽内，所述的电机外转子包括电机外转子磁钢(10)和电机外转子铁心(9)。
2.如权利要求1所述的一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，其特征在于:所述的绝缘无磁齿槽定子铁心(8)包括定子导磁环(5)、定子绝缘无磁齿条(4)、第一绝缘无磁齿条定位盘(3)、第二绝缘无磁齿条定位盘(6)和绝缘无磁齿条压盘(7)，定子绝缘无磁齿条(4)扣在定子导磁环(5)上，定子绝缘无磁齿条(4)两端先用第一、第二绝缘无磁齿条定位盘定位，然后再用绝缘无磁齿条压盘(7)压紧，定子绝缘无磁齿条(4)在定子导磁环(5)上均匀分布，相邻两个定子绝缘无磁齿条(4)中间形成电机绝缘无磁定子线槽，用于嵌装定子线圈(12)。
3.如权利要求1或2所述的一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，其特征在于:所述的电机外转子铁心和定子导磁环均采用导磁性能良好，最小磁感B5_ >1.62T的材料，叠层叠压而成。
4.如权利要求1所述的一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，其特征在于:所述的定子铁心安装架和定子铁心锁紧环是用来固定绝缘无磁齿槽定子铁心，均采用不导磁且电导率低于1380000siemens/m的金属材料制成。
5.如权利要求1所述的一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，其特征在于:所述的定子绝缘无磁齿条、第一绝缘无磁齿条定位盘、第二绝缘无磁齿条定位盘和绝缘无磁齿条压盘均采用绝缘不导磁的高分子材料制作。
【专利摘要】本发明公开了一种绝缘无磁齿槽定子铁心的大功率外转子高速电机，包括电机定子和电机外转子，电机定子和电机外转子之间为气隙，电机定子包括绝缘无磁齿槽定子铁心、定子线圈、定子铁心安装架、定子铁心锁紧环和定子铁心安装键，绝缘无磁齿槽定子铁心安装到定子铁心安装架上，绝缘无磁齿槽定子铁心两端用定子铁心安装键进行定位，绝缘无磁齿槽定子铁心一端用定子铁心锁紧环紧固，定子线圈嵌装到电机绝缘无磁定子线槽内，所述的电机外转子包括电机外转子磁钢和电机外转子铁心；本发明具有绝缘处理简单、整体强度高，导热性好，更容易设计制作成大功率电机的优点。
【IPC分类】H02K21-22
【公开号】CN104753288
【申请号】CN201310726474
【发明人】蒋涛, 刘芝秀, 杜静
【申请人】北京奇峰聚能科技有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月26日