[發明專利]內埋式閉口槽永磁同步電動機

無效

• 申請號: 200910028477.X
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101465587A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 吳蔚;張健
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓自動控制技術有限公司
• 主分類號: H02K21/12
• 分類號: H02K21/12;H02K1/27
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本發明涉及永磁同步電動機領域，尤其是定子集中繞組結構的，內埋式永磁體結構的內埋式閉口槽永磁同步電動機。

背景技術

目前，現有技術中，一般小尺寸的永磁同步電動機，由定子、轉子兩部分組成。定子一般采用集中繞組結構，轉子永磁體采用表面貼裝或者內嵌式結構。定子的結構，不論是整體沖片還是分割定子的形式，均采用開口槽結構，其槽口b0的尺寸一般取0.5～2.5mm。

槽口的存在使電動機的定子漏感減小，反電勢提高，從而提高輸出轉矩。但是槽口的存在也是電動機齒槽轉矩產生的原因所在，槽口越大，使定子的齒槽分別以及齒和槽對氣隙磁場的磁阻大小分別更加明顯，加大了齒槽轉矩。一般情況下，齒槽轉矩的大小與槽口大小成正比。由于分布繞組或者整體沖片的集中繞組式電動機需要嵌線或者勾線，決定了定子槽必須開適當大小的槽口。對于分布繞組，可以采取斜槽的方式來減小齒槽帶來的影響。但是，對于分離定子的結構，由于定子每個齒分別疊裝，無法采取斜槽的措施。至今為止的集中繞組永磁電動機，都或多或少存在因槽口引起的齒槽轉矩問題。

目前大多數永磁同步電動機都采用磁鋼表面貼裝式結構。這種結構在高速時有磁鋼脫落的危險，因此必須對磁鋼進行綁扎或用不銹鋼套固定，從而使氣隙無法縮小。同時也存在工藝復雜，可靠性差等問題。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于，提供一種在現有的集中繞組的情況下，使齒槽轉矩減小的永磁同步電動機，并采用磁鋼內埋式結構，簡化了工藝流程，提高了整體可靠性，具體技術方案如下：

一種內埋式閉口槽永磁同步電動機，包括定子和轉子，轉子在定子內，和定子同軸；所述在轉子上沿轉子的周向均勻設有多個永磁體，轉子的軸線上設有轉子軸；所述定子上設有定子繞組，定子是分離定子的結構，其特征是所述構成定子的各個齒之間的槽口是閉合的。永磁體的數量為偶數。

所述轉子的轉子鐵心的周向均勻設有多個用于安放永磁體的通孔。所述永磁體安裝在通孔內，與通孔內壁緊密貼合。

所述永磁體的橫截面的上邊緣線是圓弧形狀。以使永磁體能夠產生正弦波磁通。

轉子鐵心是分段式結構，即在轉子鐵心沿軸向分為多段；各段轉子鐵心的截面形狀相同，軸心相同；設電動機的極對數為p，各段轉子鐵心周向錯位的角度是0度～(40/p)度，這樣可以減小齒槽轉矩。轉子鐵心沿軸向一般分為2～10段。

轉子通過轉子鐵心和轉子軸上對應的鍵槽以及定位鍵，與轉子軸連接。

轉子鐵心由多個轉子鐵心沖片疊壓而成；轉子鐵心沖片上開有多個小孔，小孔與永磁體的數量相同；小孔沿轉子鐵心的周向，均勻設在對應永磁體的內側。小孔的作用是減小轉子的轉動慣量。

電動機的齒槽轉矩來源于定子齒槽的存在。由于定子的硅鋼片是導磁材料，與槽口處的空氣相比，其相對磁導率高于空氣一千至數千倍，造成由轉子到定子的磁路上磁阻分布的不均勻，由此產生了磁阻轉矩。隨著轉子的旋轉，磁阻轉矩將呈現上下脈動的形式，形成了齒槽轉矩。

如果將槽口閉合，使定子圓周方向的磁阻一致，則從根本上消除了齒槽轉矩產生的原因，理論上齒槽轉矩將為零。

內埋式的永磁體解決了現有技術中，有磁鋼脫落的危險，從而使氣隙無法縮小，同時也存在工藝復雜，可靠性差等問題。

電動機的齒槽轉矩和電動機定子的槽數與轉子極數相關，在電動機定子圓周方向上，齒槽轉矩的周期數是定子槽數與轉子極數的最小公倍數，即齒槽轉矩的重復角度為α＝360/LCM(Z1，2p)度，式中LCM即為定子槽數Z1和轉子極數2p的最小公倍數。因此只要把轉子鐵心分成兩段，并且沿軸線旋轉α/2度，理論上即可使兩段齒槽轉矩相位反相，互相抵消。如果分成N段，各段之間錯位的角度為α/N。

為此，將各段轉子鐵心沖片的鍵槽設置為偏離磁極中心線α/N度，安裝時以鍵定位，即可保證各段之間錯位的角度為α/N。例如，當轉子分段數為2時，將各段轉子鐵心沖片的鍵槽設置為偏離磁極中心線α/4度，安裝第二段轉子時只需將第一段定子沿磁極中心線翻轉180度即可實現兩段之間錯位的角度為α/2。當轉子分段數為偶數時，可依次類推。

附圖說明

圖1是定子槽口結構示意圖

圖2是定子徑向截面示意圖

圖3-a是永磁體的軸向截面示意圖

圖3-b是永磁體的周向截面(即橫截面)示意圖

圖4是轉子軸結構示意圖

圖5是定子軸向結構示意圖

圖6是定子徑向截面示意圖