两种新型无刷直流电机的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于永磁直流无刷电机领域，是两种低齿槽力矩的无刷直流电机。
【背景技术】
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[0002]国防、军工以及工业生产对光学转塔系统的精度、体积、寿命、外形要求的不断提高，有刷直流电机已经不能满足设计师和用户的要求，已有的无刷直流电机设计，因齿槽力矩的存在，需要进行斜槽处理，这样会大幅降低电机的效能；如果不采用斜槽，齿槽力矩的存在会严重影响定位精度，因此已有的无刷直流电机也不能满足上述需求。
【发明内容】
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[0003]本发明是为解决上述问题设计的两种大力矩、高效率、低齿槽力矩的无刷直流电机，无需采用斜槽工艺就达到有效降低齿槽力矩的目的。
[0004]为实现发明的目的:本发明涉及的无刷直流电机为分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距为4，分数槽绕组结构有助于消除齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化。本发明涉及的两种无刷直流电机的转子是永磁体构成。
[0005]本发明涉及的两种无刷直流电机，最佳应用范围是电机定子外径60-150mm，如图1所示，转子外径DZ和定子外径D的比例(DZ: D)设定为0.65-0.85之间，采用直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
[0006]为实现发明的目的:本发明涉及的两种无刷直流电机定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极的分数槽分布绕组。
[0007]为实现发明的目的:39槽10极方案的绕组分布顺序是:aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc, abcc，abcc，abcc，abc。绕组分布图如图 2。
[0008]为实现发明的目的:63槽16极方案的绕组分布顺序是:aabc，aabc, aabc, aabc,aabc, abbc, abbc, abbc, abbc, abbc, abcc, abcc, abcc, abcc, abcc, abc。绕组分布图如图3。
【附图说明】
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[0009]图1------无刷直流电机结构示意图
[0010]图2------39槽10极绕组分布图
[0011]图3------63槽16极绕组分布图具体实施例:
[0012]本发明是这样实现的:本发明所包含的两种无刷直流电机，为解决齿槽力矩问题，采用分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距是4，具有极低齿槽力矩，直槽结构有效提高电机效率和性能。为解决反电势平衡问题，设计了如图2，图3所示的绕组连接方法，使三相反电势平衡。
[0013]这样做的目的是:因为永磁无刷直流电机齿槽力矩的基波频率，等于极数和槽数的最小公倍数，使极数和槽数的最小公倍数等于极数和槽数的乘积，使齿槽力矩基波频率做到最高，可以有效降低直槽齿槽力矩波动的幅值。谭建成先生《永磁无刷直流电机技术》一书对此有详细分析。目前业内绝大部分设计都是采用分数槽集中绕组。谭建成先生的研宄也是针对集中绕组的，虽然可以对齿槽力矩有一定的抑制能力，但是也需要做成斜槽结构。39槽10极，63槽16极的分数槽分布绕组方案，有效提高了齿槽力矩的基波频率，对抑制齿槽力矩有非常好的实际效果，对此已经进行了实样测试。
[0014]这样做的目的是:采用偶数槽绕组，要抑制电机的齿槽力矩就要斜槽或斜极，定子斜槽或斜极会对电机的输出效率产生影响(龚建芳老师发表的《定子斜槽及非均匀气隙对永磁同步发电机的性能影响》有深入分析，记载于《大电机技术》2008年第4期，并且分数槽集中绕组需要的斜槽角度更大，对效率和输出性能的影响也更大。如图1，图2，图3所示，采用39槽10极，63槽16极，绕组形式为分数槽分布绕组，绕组节距为4，转子是永磁体构成的无刷直流电机，转子外径DZ和定子外径D的比例设定为0.65-0.85 (DZ: D)之间，分数槽绕组结构有有效消除了齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化，采用直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩，不需要采用斜槽工艺。
[0015]这样做的目的是:解决分数槽分布绕组电势平衡问题:
本发明为63槽16极绕组设计分布顺序是:aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc, abc。绕组节距是4，绕组分布图如图2。
本发明为63槽16极绕组设计分布顺序是:aabc，aabc, aabc, aabc, aabc, abbc, abbc,abbc, abbc, abbc, abcc, abcc, abcc, abcc, abcc, abc，绕组节距是 4，绕组分布图如图 3。两种方案都进行了实样测试，效果显著。
【主权项】
1.本发明的特征在于:39槽10极方案的绕组分布顺序是:aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abc，绕组节距是4，绕组分布图如图2。米用此方案的电机设计，直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
2.本发明的特征在于:63槽16极方案的绕组分布顺序是:aabc，aabc，aabc，aabc，aabc，abbc，abbc，abbc，abbc，abbc，abcc，abcc，abcc，abcc，abcc，abc，绕组节距是 4，绕组分布图为图3。采用此方案的电机设计，直槽工艺就可以有效抑制齿槽力矩。
【专利摘要】本发明属于永磁直流无刷电机领域，是一种低齿槽力矩的无刷直流电机。本发明是为解决上述问题设计的两种大力矩、高效率、低齿槽力矩的无刷直流电机，无需采用斜槽工艺就达到有效降低齿槽力矩的目的。为实现发明的目的：本发明涉及的无刷直流电机为分数槽分布绕组，定子槽数和转子极数是39槽10极，63槽16极，绕组节距为4，分数槽绕组结构有助于消除齿槽力矩，并减小电机的高次谐波，有效提高反电势的正弦化。本发明涉及的两种无刷直流电机的转子是永磁体构成。
【IPC分类】H02K3-28, H02K1-16, H02K29-00, H02K1-26, H02K3-12
【公开号】CN104767343
【申请号】CN201510149405
【发明人】王东立
【申请人】王东立
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月1日