[發明專利]高效率三相無槽永磁電機

有效

• 申請號: 201010538234.3
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN101982930A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 寇寶泉;曹海川;趙斌超;張達
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K41/03;H02K3/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明是涉及一種高效率三相無槽永磁電機，屬于電機領域。

背景技術

無槽結構永磁無刷電機集永磁、無刷、無槽于一體，從根本上解決了傳統齒槽結構永磁同步電機出力低、力矩波動大、磁滯和渦流損耗大、磁飽和、噪音大、效率低和響應慢等問題。通過采用永磁體勵磁，取消了轉子上的勵磁線圈，高效節能；無刷結構實現了無電刷、無換向器、無火花、功率重量比高；采用無槽結構，繞組分布空間大，散熱好，電樞銅耗小，鐵芯不飽和，鐵耗(渦流、磁滯損耗)小，消除齒槽效應，消除齒槽力矩波動，電樞繞組電感小，系統響應快，同時無槽繞組結構氣隙大，可大幅度降低電樞反應的影響，使電機具有運行平穩、過載能力強、噪音低、工作可靠等特點。

圖8所示為傳統的無槽結構永磁同步電機的結構示意圖。該電機為8極6線圈結構，繞組為集中分數槽繞組，6個線圈在圓筒形定子鐵心內表面均布。該繞組的優點是端部不相重疊，因此繞組的端部短，絕緣特性好，電機的工藝簡單、制造容易。但是該類型繞組的繞組因數低，導致電機的功率密度低、損耗大、溫升高。

發明內容

為了解決現有無槽電機的繞組因數低、功率密度低、損耗大以及溫升高的缺點，本發明提出一種高效率三相無槽永磁電機。

本發明所述的一種高效率三相無槽永磁電機為圓筒型旋轉電機，它由電樞、轉子以及氣隙構成；電樞由電樞鐵心、繞組和線圈骨架組成，電樞鐵心為圓環形，線圈骨架由一個薄壁筒和6p塊薄隔板構成，p為電機轉子永磁體的極對數，p≥2，所述薄壁筒與電樞鐵心同軸，并固定在所述電樞鐵心的臨近轉子側，薄隔板為長條形，各薄隔板以電樞鐵心的軸線為對稱軸呈輻射狀均勻分布固定在薄壁筒的靠近轉子側的側壁上，并且所有薄隔板所在平面相交于電樞鐵心的軸線，相鄰的兩個薄隔板之間形成貫穿于定子鐵心軸向長度的行線槽，繞組由3p個線圈形成，每個線圈的節距相同，均為線圈骨架中相鄰四個薄隔板之間的距離，所述3p個線圈中有3p/2個端部彎曲線圈和3p/2個平線圈，所述3p/2個端部彎曲線圈依次相鄰嵌放在薄隔板所形成的行線槽內，并且每個端部彎曲線圈的兩端均向定子鐵心側彎曲，所述3p/2個平線圈依次相鄰嵌放在其余薄隔板所形成的行線槽內，其中相鄰兩個平線圈的相鄰線圈有效段位于同一個端部彎曲線圈的兩個有效段內，在所有相連的端部彎曲線圈和平線圈的端部之間插入繞組層間絕緣層，3p個線圈被環氧樹脂灌封在線圈骨架內。

上述直線電機，既可以是外轉子結構，還可以是內轉子結構。

本發明所提供的另一種高效率三相無槽永磁直線電機是平板電機，它由初級、次級以及氣隙構成；電機的次級為雙邊結構，每邊次級由軛板和永磁體構成，初級位于兩個次級板之間，初級包括線圈、線圈骨架和初級輸出板；線圈骨架由一薄板和若干薄隔板1構成，所述薄板與次級平行，薄隔板為長條形，各薄隔板沿動子運動方向等間隔垂直于薄板、并固定在所述薄板上，相鄰的兩個薄隔板之間形成一個行線槽，3倍行線槽的槽距等于次級極距，所有線圈的形狀相同，均是由兩個直邊和兩個端部構成，所述兩個端部均向線圈的一側彎曲，線圈的兩個直邊之間的距離為線圈節距，該線圈節距等于次級極距，半數線圈的端部向上彎曲放置，其余半數線圈的端部向下彎曲放置，端部向下彎曲的所有線圈依次相鄰嵌放到線圈骨架的行線槽中，所有端部向上彎曲的線圈依次相鄰嵌入剩余的行線槽內，并且每個端部向下彎曲的線圈的兩個直邊分別嵌入相鄰的兩個端部向上彎曲的線圈內的行線槽內，所述線圈內的行線槽是指該線圈的兩個直邊之間的行線槽，端部向上彎曲的線圈的端部與端部向下彎曲的線圈的端部之間插有繞組層間絕緣，通過環氧樹脂灌封使得線圈骨架與所有線圈固定在一起，位于線圈骨架一端的所有線圈端部嵌入初級輸出板內，并且所述初級輸出板與線圈骨架固定連接。

本發明通過采用整數槽集中繞組，提高了電機的繞組因數。通過采用線圈骨架，不但提高了線圈定位精度，保證了繞組相間和繞組與鐵心之間的絕緣性能，還提高了電機的輸出轉矩和定位精度，進而降低了電機的轉矩波動；通過采用特殊的線圈成型方法，減小了繞組端部、繞組電阻和繞組銅耗，提高了電機效率和功率密度。

附圖說明