一种分数槽集中绕组定子的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种分数槽集中绕组定子。
【背景技术】
[0002]众所周知，与整数槽定子相比，采用分数槽绕组可以用较少槽数获得相当于多槽的分布系数，有效改善电势波形，在不使用斜槽的情况下也可以有效削弱绕组中齿谐波电动势，降低转矩波动。尤其是绕组节距y=l的分数槽集中绕组，由于绕组工艺性好、绕组端部短利用率高，使得电机功率度高，大大改善了电机性能，在中小型永磁无刷电动机和永磁交流伺服电动机中获得广泛应用。
[0003]然而，目前普通分数槽集中绕组存在以下缺点:定子内圆圆弧与气隙同心，形成的电势波形为梯形波，影响电机的振动噪音，为了减小电机的振动噪音，通常在控制器中通过PWM调节占空比来调节电势波形，使得控制器成为电机的专用控制器，产量小价格高影响高效节能型永磁电机的推广；定子内圆圆弧均与分布，起动过程中可能存在死点；定子采用半闭口槽，定子绕线不方便，一方面绕线效率低下无法提高产量，另一方面，无法把槽内空间绕满，定子齿上绕组之间存在相当大的空间，既影响散热，又降低了电机内部的空间利用率，使电机体积加大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种分数槽集中绕组定子结构，以克服现有技术方案的缺点。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种分数槽集中绕组定子结构，由绕组线圈(3)、定子轭(I)和若干组定子齿组成，每组定子齿包含两个齿，两个齿组合成闭口槽结构或槽口极小的半闭口槽结构，其中一个为平行齿(2)、极弧宽度大；另一个为梯形齿(4)、极弧宽度小，极弧宽度的大小比例约为2:1，以降低强度较大的低次谐波分量。梯形齿(4)和定子轭(I)是分块的，绕组线圈(3)绕在平行齿(2)上，绕好线后把梯形齿(4)装入定子轭(1)，使定子内圆形成闭口槽结构或槽口极小的半闭口槽结构。定子内圆采用偏心结构，齿中心的气隙宽度最小；齿边缘的气隙宽度最大，为4-8倍的最小气隙宽度；大小气隙用偏心圆弧平滑过度。
[0006]本发明由于采用了偏心结构和闭口槽结构(或槽口极小的半闭口槽结构)，绕组线圈(3)形成的电势波形更接近正弦波，槽齿效应更小，因此可以降低电机的振动噪音，而不必采用专用控制器调节电势波形来控制振动噪音。同时，永磁转子涡流损耗减小，提高了电机效率。
[0007]本发明由于采用了极弧宽度不相等的两种齿，电机静止时转子磁钢中心吸力最大处自动对准极弧宽度小的齿，但极弧宽度小的齿上没有绕组线圈(3)，绕组线圈(3)在极弧较大的齿上，电机起动时极弧较大的齿通电，吸引转子转动，因此可以完全消除了起动过程中死点；同时由于采用了闭口槽并且大小气隙平缓过度，槽齿效应很弱，电机起动过程平稳而快速。
[0008]本发明的绕组线圈(3 )绕在平行齿(2 )上，梯形齿(4 )在绕线完成后再装入定子轭(1)，提高了电机内部的空间利用率，绕线的工艺性得到极大的改善，即使计算槽满率在90%绕线依然很方便。与普通分数槽集中绕组定子结构相比，本发明的齿宽和轭宽可以加大，从而使磁动势安匝数减少，在同等电流、功率、转速的前提下，绕组线圈(3)匝数可以减少，从而节省电机的用铜量。
[0009]本发明的有益效果是:一是电机振动噪音小。可以采用普通的方波控制器，就达到专用控制器的效果，增加控制器的通用性，有利于降低控制器的生产和维护成本、推广高效节能型永磁电机。二是电机功率大、效率高。电机内部的空间都得到充分利用，在同等体积和转速的前提下，电机的功率和效率都得到提尚；尤其是电机效率区间，在尚速和中速都有较高的效率，而普通结构的电机只有在高速的时候具有较高的效率。三是可以节省绕组线圈(3)的用铜量。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1是包含定子轭(I)和平行齿(2)的定子冲片图。
[0012]图2是包含绕组线圈(3)、定子轭(I)和平行齿(2)的定子半成品图。
[0013]图3是梯形齿(4)定子冲片图。
[0014]图4是梯形齿(4)装入定子轭(I)后的带绕组定子成品图。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。但本发明不局限于这些实施例。
[0017]实施例是一个三相12槽10极分数槽集中绕组定子，图1是包含定子轭(I)和6个平行齿(2)的定子冲片图，将此冲片叠压成定子铁芯；其中平行齿(2)的极弧半径为R，偏心距为A。由于此时槽口较宽，可以直接在铁芯的平行齿(2)上绕线，绕好线包含绕组线圈
(3)、定子轭(I)和平行齿(2)的定子半成品如图2所示。图3是梯形齿(4)定子冲片图，将此冲片叠压成定子梯形齿(4)铁芯；然后将6个梯形齿(4)铁芯装入定子轭(I)燕尾槽，构成12个闭口槽。梯形齿(4 )装入定子轭(I)后的带绕组线圈(3 )定子如图4所示。
[0018]与普通结构对比，本实施例的定子齿宽和轭宽增加约30%，绕组线圈(3)匝数减少约24%，在同等工作电流和转速的前提下，节约了用铜量24%，同时铜损耗减少约24%，提高了电机效率，增大了电机的输出功率；槽面积比普通结构减小，计算槽满率为92%，加上绝缘材料后，内部安排非常紧凑，有利于热量传导出来，电机内部空间得到了充分的利用。电机振动噪音小，采用普通的方波控制器，就达到专用控制器的振动噪音效果，提高了控制器的通用性，有利于控制器的大批量生产，从而降低控制器的成本。
【主权项】
1.一种分数槽集中绕组定子，其特征是:由绕组线圈(3)、定子轭(I)和若干组定子齿组成，每组定子齿包含两个齿，两个齿组合成闭口槽或半闭口槽，其中一个为平行齿(2 )，极弧宽度大；另一个为梯形齿(4)，极弧宽度小。
2.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组定子，其特征是每组齿的极弧宽度大小比例约为2:1。
3.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组定子，其特征是梯形齿(4)和定子轭(I)是分块的，绕组线圈(3)绕在平行齿(2)上，绕好线后把梯形齿(4)装入定子轭(I)。
4.根据权利要求1所述的一种分数槽集中绕组定子，其特征是定子内圆采用偏心结构，齿中心的气隙宽度最小；齿边缘的气隙宽度最大，为4-8倍的最小气隙宽度；大小气隙用偏心圆弧平滑过度。
【专利摘要】一种分数槽集中绕组定子，由绕组线圈(3)、定子轭(1)和若干组定子齿组成，每组定子齿包含两个齿，两个齿组合成闭口槽结构或槽口极小的半闭口槽结构，其中一个为平行齿(2)、极弧宽度大；另一个为梯形齿(4)、极弧宽度小，极弧宽度的大小比例约为2:1，以降低强度较大的低次谐波分量。梯形齿(4)和定子轭(1)是分块的，绕组线圈(3)绕在平行齿(2)上，绕好线后把梯形齿(4)装入定子轭(1)，使定子内圆形成闭口槽结构。定子内圆采用偏心结构，齿中心的气隙尺寸最小，齿边缘的气隙尺寸最大，大小气隙通过偏心圆弧平缓过度实现。
【IPC分类】H02K1-14, H02K29-03
【公开号】CN104836350
【申请号】CN201410424085
【发明人】刘威卿, 李玲辉, 刘建宏
【申请人】宁波高新区南牛电机技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年8月27日