定子和转子的组合结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动机领域，特别涉及一种定子和转子的组合结构。
【背景技术】
[0002]永磁电动机主要包括具有由磁钢构成的磁钢磁极部的转子、和由铁芯以及电枢绕组构成的定子。
[0003]永磁电动机按照电枢绕组的绕制方式分为分数槽绕组和整数槽绕组两种结构。具有分数槽绕组的永磁电动机大大的降低了绝缘支架所占的槽面积，从而能够提高电枢绕组的实际槽满率、降低绕组的电阻并提高电机的效率。
[0004]但是采用分数槽绕组的永磁电动机，电枢反应含有大量的高次谐波，会引起电机铁耗的增加；而且分数槽绕组结构的永磁电动机，因为磁路的不对称性，容易引起局部的磁饱和，引起电机振动和噪音的增加。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种定子和转子的组合结构。所述技术方案如下:
[0006]本发明实施例提供了一种定子和转子的组合结构，包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯上设有与所述转子相对的绕线齿，且所述绕线齿均匀分布在所述定子铁芯上，所述绕线齿上缠绕有电枢绕组；所述转子包括转子铁芯和多块磁钢，在所述转子铁芯的周向上间隔均匀地设置有多个安装槽，每个所述安装槽内分别嵌设有一块所述磁钢，所述多块磁钢包括相邻设置的第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢的穿过所述转子的中心的对称轴为D轴，所述第一磁钢和第二磁钢之间的穿过所述转子的中心的对称轴为Q轴，所述转子端面的外轮廓线上的点到相邻所述绕线齿侧壁之间距离为g，在所述Q轴到所述D轴的扇形范围内，所述g沿所述Q轴到所述D轴的方向变小。
[0007]在本发明实施例的一种实现方式中，所述转子端面的外轮廓线和所述Q轴的交点到相邻的所述绕线齿侧壁之间的距离为g2，所述转子端面的外轮廓线和所述D轴的交点到相邻的所述绕线齿侧壁之间的距离为gl，1.5 < g2/gl ( 3.5。
[0008]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述转子端面的外轮廓线由相间设置的圆弧段和内凹的V型段构成，且所述圆弧段和V型段平滑连接，所述D轴经过所述圆弧段的中心，所述Q轴经过所述V型段的中心。
[0009]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆弧段的半径为R1，所述转子的中心到所述圆弧段与所述D轴交点的距离为R2，所述Rl小于所述R2，且所述Rl大于O ;
[0010]所述圆弧段的角度为Θ 1，所述转子的极对数为p，0.444彡Θ 1/(360 ° /P) ( 0.665，所述P为正整数。
[0011]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述绕线齿包括绕线部和连接在所述绕线部端部上的齿前部，所述齿前部端面的外侧轮廓线由齿前弧线段和连接在所述齿前弧线段两端的齿前直线段组成，所述外侧轮廓线两端点之间的距离为C，所述齿前直线段的长度为a，所述绕线部的宽度为b，(c-b)/2 ^ a ^ c/2，且所述a、b、c均大于0。
[0012]在本发明实施例的另一种实现方式中，相邻两个所述绕线齿之间夹一定子槽，所述定子槽的底边由定子槽弧线段和连接在所述定子槽弧线段两端的定子槽直线段组成，所述定子槽直线段与所述绕线部的边线垂直且所述定子槽直线段与所述边线平滑过渡连接。
[0013]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述转子铁芯包括多片叠压在一起的转子冲片，所述定子铁芯包括多片叠压在一起的定子冲片。
[0014]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述安装槽的长度大于所述磁钢的长度，所述磁钢设于所述安装槽的中心，所述安装槽的两边为非磁性区构成的隔磁桥，所述隔磁桥的宽度M是所述转子冲片厚度的1.5-3倍。
[0015]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述绕线齿的数量与所述转子极数的比为3:2o
[0016]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述磁钢通过卡件卡设在所述安装槽内。
[0017]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018]本发明实施例提供的定子和转子组合结构中，定子包括定子铁芯，定子铁芯上设有与所述转子相对的绕线齿，转子包括转子铁芯和多块磁钢，多块磁钢包括相邻的第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢的穿过转子的中心的对称轴为D轴，第一磁钢和第二磁钢之间的穿过转子的中心的对称轴为Q轴，转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离为g，在Q轴到D轴的扇形范围内，g沿Q轴到D轴的方向变小。转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离，沿Q轴到D轴的方向变小，可以有效的降低了电机的齿槽转矩和运行时的转矩脉动，同时有效的抑制通过定子齿尖磁通的急剧变化和饱和程度，减小径向电磁力的幅值，从而有效的抑制了电机振动和噪音的产生。另外，转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离，沿Q轴到D轴的方向变小，使得电机产生的反电动势呈正弦波形，从而降低了电机的谐波电流，进而降低了电机的铁耗。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0020]图1是本发明实施例提供的一种定子和转子的组合结构的结构示意图；
[0021]图2是图1所提供的定子和转子的组合结构的局部示意图；
[0022]图3是本发明实施例中的定子和转子的组合结构运用在电机中时，其齿槽转矩随机械角度变化示意图；
[0023]图4是本发明实施例的定子和转子的组合结构运用在电机中时，不同次数谐波对应的径向电磁力分布不意图；
[0024]图5是本发明实施例的定子和转子的组合结构运用在电机中时，其反电动势随机械角度变化示意图；
[0025]图6是图1所提供的定子和转子的组合结构的局部示意图；
[0026]图7是图1所提供的定子和转子的组合结构中转子的结构示意图；
[0027]上述附图中，各零部件的标号如下:
[0028]定子3，转子5，定子铁芯31，绕线齿32，电枢绕组33，转子铁芯51，磁钢52，安装槽53，第一磁钢521，第二磁钢522，外轮廓线50，绕线部321，齿前部322，定子槽34，圆弧段54，V型段55，边线3211，底边341，隔磁桥56，卡件57，转轴58。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0030]图1是本发明实施例提供的一种定子和转子的组合结构的结构示意图，参见图1，该永磁电动机包括定子3和转子5。
[0031]其中，定子3包括定子铁芯31，定子铁芯31上设有与转子5相对的绕线齿32，且绕线齿32均匀分布在定子铁芯31上，绕线齿32上缠绕有电枢绕组33。
[0032]转子5包括转子铁芯51和多块磁钢52，在转子铁芯51的周向上间隔均匀地设置有多个安装槽53，每个安装槽53内分别嵌设有一块磁钢52。
[0033]参见图2，多块磁钢52包括相邻的第一磁钢521和第二磁钢522，第一磁钢521的穿过转子5的中心的对称轴为D轴，第一磁钢521和第二磁钢522之间的穿过转子5的中心的对称轴为Q轴，转子5端面的外轮廓线50上的点到相邻绕线齿32侧壁之间距离为g，在Q轴到D轴的扇形范围内，g沿Q轴到D轴的方向变小。其中，多块磁钢52为同样的磁钢，第一磁钢521和第二磁钢522可以为多块磁钢52中任意相邻的两块。
[0034]具体地，转子5端面的外轮廓线50上的点到相邻绕线齿32侧壁之间的距离可以是转子5端面的外轮廓线50上的点与相邻绕线齿32之间的最小距离。
[0035]本发明实施例提供的定子和转子组合结构中，定子包括定子铁芯，定子铁芯上设有与所述转子相对的绕线齿，转子包括转子铁芯和多块磁钢，多块磁钢包括相邻的第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢的穿过转子的中心的对称轴为D轴，第一磁钢和第二磁钢之间的穿过转子的中心的对称轴为Q轴，转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离为g，在Q轴到D轴的扇形范围内，g沿Q轴到D轴的方向变小。转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离，沿Q轴到D轴的方向变小，可以有效的降低了电机的齿槽转矩和运行时的转矩脉动，同时有效的抑制通过定子齿尖磁通的急剧变化和饱和程度，减小径向电磁力的幅值，从而有效的抑制了电机振动和噪音的产生。另外，转子端面的外轮廓线上的点到相邻绕线齿侧壁之间距离，沿Q轴到D轴的方向变小，使得电机产生的反电动势呈正弦波形，从而降低了电机的谐波电流，进而降低了电机的铁耗。
[0036]图3为本发明实施例中的定子和转子的组合结构运用在电机中时，其齿槽转矩随机械角度变化示意图，其中实线代表采用了本发明定子和转子的组合结构的电机(也即图中的本发明电机)，而虚线代表常规电机(也即图中基准)。可见，采用了本发明定子和转子的组合结构的电机的齿槽转矩优于常规电机(越靠近O越好)。
[0037]图4是本发明实施例的定子和转子的组合结构运用在电机中时，不同次数谐波对应的径向电磁力分布示意图，其中阴影柱代表采用了本发明定子和转子的组合结构的电机，而空心柱代表常规电机。可见，采用了本发明定子和转子的组合结构的电机的径向电磁力的幅值小于常规电机的径向电磁力的幅值，从而有效的抑制了电机振动和噪音的产生。
[0038]图5是本发明实施例的定子和转子的组合结构运用在电机中时，其反电动势随机械角度变化示意图，其中实线代表采用了本发明定子和转子的组合结构的电机，而虚线代表常规电机。可见，采用了本发明定子和转子的组合结构的电机的反电动势呈正弦波，而常规电机呈方波。正弦波形式的反电动势相比于方