专利名称：一种极槽数比为56的逆变中频永磁发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁发电机，特别是一种采用特殊极槽配合的逆变中频永磁发电机。
背景技术：
随着电力电子技术的发展，在小型移动电源中已推广一种变速驱动的中频永磁发电机，经过逆变而能输出恒压恒频电源的新技术。为了发挥永磁电机的优势，多为采用体积小，重量轻的极槽数比接近于I的分数槽集中绕组，定子绕组节距γ=1。有一种从国外引进的逆变永磁中频发电机就是定子槽数Ζ=24，极数2Ρ=16，极槽数比为2 :3，每极每相槽数q=l/2，线圈节距为一个齿距Y=l，是一种分数槽双层集中绕组，当转速3000rpm时，发出中频400Hz的三相交流电压，电压在380 420V之间，经逆变器能输出频率为50Hz，电压为230V的单相工频交流电。这种永磁发电机电势谐波中含量有丰富的5，7，11，13次谐波，电磁噪声大，振动大，谐波损耗大，同时其电机磁势谐波5,7次等也大,对永磁体去磁影响较大，当转速增加时，电磁噪声更大，人耳噪声频率敏感难受。电机转速不超过3400rpm，原动机功率运行也不是最经济。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述存在的问题，减少谐波含量，减少电磁噪声和振动，并适当提高转速到4000rpm附近使其更经济运行，以发挥扩容的潜力。本发明在原有进口 3KW三相中频永磁发电机的尺寸范围内，仅通过改变电机极槽配合方式以及定子绕组的结构型式，优化斜槽率三个技术措施来有效的削弱谐波，减少电磁噪声和振动，降低损耗提高效率，同时这种改进得以提高转速到4000rpm附近，而噪声和振动等各能指标仍优于进口样机，达到扩容到3. 5KW，实现发明的目的。本发明保留原定子槽数Z=24，而增加极数，将极数从16极增加到20极，极槽数比特殊地取为5 :6，此时每极每相槽数由原q=l/2改为q=2/5，且通过定子斜槽O. 48个定子齿距，在斜槽定子中布置特殊结构的绕组，这种三相绕组各线圈均等匝，节距均为Y=l，绕组型式也是分数槽双层集中绕组，但与原布置的分数槽双层集中绕组的要求不同，各相绕组线圈所处位置是进行优化得到的。本发明的技术优点是
I.极槽数比为5 :6，比原极槽数比为2 3谐波小；同时其绕组结构比原布置的绕组更为简单，同时节距又保留了一样都是γ=1，定子绕组端部短，温升更低，转速可以更高，效率更高，使原进口样机容量扩大到3. 5KW，增加17%。2.本发明通过极槽数比为5 :6，斜槽O. 48个定子齿距，特殊的绕组结构这三个技术措施，性能明显优于原极槽数比为2 3的进口发电机，大大地减少了人耳敏感频率的电磁谐波。
图I是本发明的定子绕组展开 图2是原极槽数比为2 3的定子绕组展开图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步叙述本发明的详细内容。本发明的定子绕组展开图如图I所示，定子槽数为24槽，极数为20极，相数为3相，是三相对称绕组，其中A相由ax绕组构成，有8个节距Y=I的集中线圈，全部都是开口线圈，a从第I槽引出，X从第24槽引出，ax的8个线圈按
a— 1—2 — 4—5 — 6—7 — 11—12 — 13—14 — 16—17 — IS—19 _ 23—24 —x 布
置；相似地B相由by绕组构成，也是由8个都开口的节距Y=I的集中线圈组成，b从第2槽弓丨出，y从第I槽中引出，by的8个线圈按
b— 2—J — 7—S — 0—10 — 12—13 — 14—15 — 19—20 — 21—22 — 24—1 —y ^ 布
置；类似的，C相由cz绕组构成，也是由8个都开口的节距Y=I的集中绕圈组成，c从第3槽引出，z从第23槽引出，按
c— 3—4 — 5—6 — S—9 — 10—11 — 15—16 — 17—18 — 20—21 — 22—23 —z 自:
三相绕组中X，y，Z连接在一起不引出，对外为星形接法。本发明的特殊点在于槽数选择为24槽，极数为20极，极槽数比为5 6 ;相数3相，其3相绕组在槽中的布置也特殊，从上述特殊的布置中可知所有3相的24个线圈都是开口的节距Y=I的线圈，端部短，端部接线简单。图2是定子槽数为24槽，极数为16极，3相，极槽数比为2 :3，线圈节距Y=l，绕组布置是常规的布置，线圈虽然是全开口，工艺性也相对简单，但其谐波含量很大，而且这种极槽数比为2 3的结构，其绕组无法再特殊布置来削弱谐波，故这种从国外引进的逆变永磁中频发电机极槽比为2 3很不合理，应当改变，否则在此极槽比2 3的基础上，绕组谐波含量无法用图I类似的特殊布置来削弱，达不到本发明的目的。因为图2为常规的绕组布置图，故不对此做具体的详细说明，而图I是一种非常规的特殊设计布置，故对其各线圈的位置作了详细的规定说明，这种特殊布置属创新发明。本实施例图I所示定子绕组，下在定子铁芯斜槽中，定子斜槽O. 48个定子齿距。在其斜槽中按图I所示布置3相绕组，与对应极数为20极的永磁磁极转子组成逆变永磁中频发电机，在保持其进口电机外形、定转子外圆尺寸都不变的情况下，但由于其5，7次谐波大幅度削弱，转速提高至4000rpm时电磁噪声还更小，温升更低，容量从3KW提高到
3.5KW，增大17%，各项技术指标仍符合技术标准。实施例图I与用来作为对比的图2谐波如下表
电压谐波分析结果对比表
权利要求
1.一种极槽数比为5 :6的逆变中频永磁发电机，其特征是定子槽数为24槽，极数为20极，相数为3相，定子铁芯斜0. 48个定子齿距，定子中三相对称绕组，共有24个节距Y=I的开口线圈，其中A相ax绕组由8个集中线圈构成，按E— I—2 — 4—5 — 6— ** — 11—12 — 13—14 — 16—17 — IS—IP — 23—24 —TL 布置，a从第I槽引出，X从第24槽引出； B相by绕组也由8个集中线圈构成，按 b— 2—3 — 7—S — 9—10 — 12—13 — 14—15 — 19—20 — 21—22 — 24—1 — 布置，b从第2槽引出，y从第I槽引出； C相cz绕组也由8个集中线圈构成,按 C- 3—4 — 5—6 — S—9 — 10—11 — 15—16 — 17—IS — 20—21 — 22—23 —z 布置，c从第3槽引出，z从第23槽引出； 三相绕组中x，y，z连接在一起不引出，对外为星形接法。
全文摘要
一种极槽数比为56的逆变中频永磁发电机，是在一种进口3KW逆变永磁中频发电机本机基础上的改进并增容到3.5KW。原进口电机定子槽24槽，极数为16极，极槽数比为23，3相对称绕组是节距Y=1的常规绕组，定子不斜槽，谐波含量高达27.32%，工作时电磁噪声大，人耳非常敏感难受，转速只能限制在3400rpm以下，本发明改进为定子槽数为24槽，极数为20极，极槽数比为56，定子斜槽为0.48个定子齿距，3相对称绕组是节距为Y=1的特殊绕组，谐波含量仅为0.324%，电磁噪声大大削弱，人耳无敏感反应，电机转速可达4000rpm，达到3.5KW，扩容17%，具有实际推广意义。
文档编号H02K3/28GK102957247SQ201210472779
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者林政安 申请人:泰豪科技股份有限公司