[實用新型]定子和電動機

有效

• 申請號: 201720288117.3
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN206611249U
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: M·布勞恩;R·貝茨
• 申請（專利權）人: 依必安派特穆爾芬根有限兩合公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術領域

本實用新型涉及一種由永磁體激勵的、具有低齒槽轉矩的電動機的齒形結構，以及此類具有相應設計齒形的電動機。

背景技術

由于各種原因，電機中會出現引起不期望的扭矩波動的諧波。諧振分為由電激勵的諧振和由磁激勵的諧振，通過線圈的布置和饋電的類型能夠引起并影響諧振。例如磁路中磁導的波動就會引起磁諧振。磁阻力歸因于構造的不均勻性(背部區域的開槽和收縮)。

特別地，這種現象和機械傳動的影響結合會干擾運動過程并且影響電機的調節精度和動力。

例如已知用于減小齒槽轉矩的傾斜方法，作為用于減小電動機在常規工作中的齒槽轉矩的方法。傾斜方法把定子磁極和轉子磁極設計為傾斜的樣式，因此定子具有沿著轉子的軸向偏離的或位移的轉動位置。為了實現在每個轉動位置定子都具有相等的氣隙量，此類構造中的定子磁極以180°的電子角度偏離或位移。

但是傾斜角度會對馬達的效率產生影響。如果傾斜角度選得過大，磁通量的有效利用率就會降低，其會導致輸出扭矩的降低。

此外在現有技術中已知，在輪齒的外輪廓處設計有用來降低齒槽轉矩的附加的輔助溝槽或輔助開槽。為了消除出現在定子鐵芯間的氣隙區段中的磁阻的變化，在已知的現有技術中會在輪齒的外輪廓處添加輔助開槽。

在現有技術中已知的輔助溝槽處，在定子鐵芯和附加的開槽間的氣隙片段中出現的磁阻的變化是不均勻的，結果會出現這樣的問題，其中附加的開槽雖然能夠在一定程度上有效地降低齒槽轉矩，但是不能達到令人滿意的降低齒槽轉矩的效果。現有技術中采用輔助溝槽的理論支撐如下，即輔助溝槽會產生附加的齒槽轉矩，其額外地對于由溝槽引起的齒槽轉矩來說是有相位推移的而且能夠補償由溝槽引起的齒槽轉矩。因此這些輔助溝槽的寬度和深度應盡可能地與溝槽的寬度和深度相符，其中首要的是，相同的深度由構造決定是不可能實現的，其后果就是只能稍微降低齒槽轉矩。

DE 28 23 208 C2中的描述為，在具有外置的永磁體的激勵部分的同步電機中將切口引入極靴中，切口基于自身的磁性作用會降低脈沖轉矩(Ruckmoment)，但是其中在實施過程中會對扭矩密度產生不利的影響，其結果會導致低的有效系數。

在US8664826B2中通過考慮了有效系數和扭矩密度的輪齒輪廓降低了扭矩波動。馬達在此具有在輪齒表面并朝向氣隙的凹槽。但是這樣的表面同樣會引起扭矩密度和有效系數的降低。

在現有技術建議的方法中，伴隨降低齒槽轉矩而來的是降低了對電機特性的利用。

盡管平滑的凹槽輪廓能夠額外地獲得好的使用特性，這對于需要消除齒槽轉矩中大量諧波的馬達來說也非有效手段。

實用新型內容

因此本實用新型的目的在于克服上述缺點并且在獲得高度的扭矩利用率的同時降低由永磁體激勵的電動機的齒槽轉矩。

通過以下特征組合從而達到本目的。

本實用新型達到了制造一種電動機的目的，該電動機具有轉子和具有特定的定子磁極形狀的定子，定子磁極形狀設置為溝槽不均勻地或不對稱地分布在輪齒處，輪齒位于定子在圓周方向延伸的外圍，目的是為了借助這樣的輪齒形狀使電動機的齒槽轉矩最小化。

在此根據本實用新型建議，由永磁體激勵的電動機的定子與轉子相對布置且在圓周方向布置有多個磁極片段，其中各磁極片段由具有輪齒片段的輪齒形成，其中直接相鄰的各磁極片段的輪齒片段通過寬度為s的槽縫相互間隔開來，并且其中輪齒的輪齒片段在其朝向轉子的各端面處具有至少兩個寬度為b的凹口，并且兩個凹口中的每一個都具有在圓周方向上測量的、從該凹口的中點到緊鄰的各槽縫的中點的距離，該距離小于圓周方向上從該凹口的中點到磁極片段的中點間的距離，由此能夠獲得相對于定子的溝槽分布而言不等距的凹口布置。

一種定子，其與由永磁體激勵的電動機的轉子相對布置，所述定子在圓周方向布置有多個磁極片段，其中各所述磁極片段包含具有輪齒片段的輪齒，其中直接相鄰的各所述磁極片段的所述輪齒片段通過寬度為s的槽縫相互間隔開來，其中所述輪齒的所述輪齒片段在其朝向所述轉子的各端面處具有至少兩個寬度為b1的凹口，并且兩個所述凹口中的每一個都具有在圓周方向上測量的、從所述凹口的中點到緊鄰的各所述槽縫的中點的距離，該距離小于圓周方向上從所述凹口的中點到所述磁極片段的中點間的距離，由此能夠獲得所述凹口相對于所述定子的溝槽分布而言不等距的布置。

特別地，對于輪齒的兩個外側的凹口的位置而言存在下述相互關系：

a≠b

a＝0…1/3(a+b/2)，