[發明專利]低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機

有效

• 申請號: 202111172511.8
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113890297B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 鄭萍;黃家萱;隋義;尹佐生;楊士杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/16;H02K3/12;H02K3/28;H02K1/276;H02K1/278;H02K1/2783
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，包括定子和轉子，定子同軸設置于轉子外部，極對數為11；

定子沿周向設置10個定子槽單元，每個定子槽單元包括4個單層繞組槽與2個雙層繞組槽，五相繞組的繞制方式相同，且B相、C相、D相和E相繞組相對于A相繞組在空間位置上依次相差72°、144°、216°和288°；

每相繞組包括兩組線圈，每組中的兩對線圈在空間位置上相差180°，每對線圈設置在1個雙層繞組槽及兩側的2個單層繞組槽中，每對中的兩個線圈繞制方向相反，線圈節距為γ；兩組線圈串聯為一組繞組；

兩組線圈在空間位置上的夾角為ξ，按限定條件：

確定ξ值，

然后按限定條件：

確定線圈節距γ值，

用以削弱合成磁動勢中近極次諧波的幅值。

2.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，每個定子槽單元中，2個雙層繞組槽位于左右邊界，4個單層繞組槽對稱設置在2個雙層繞組槽之間，每相繞組的每對線圈繞制位置為：每對線圈設置在1個雙層繞組槽和兩側的2個單層繞組槽中，其中1個單層繞組槽與該雙層繞組槽間隔兩個單層繞組槽，另1個單層繞組槽與該雙層繞組槽間隔1個雙層繞組槽。

3.根據權利要求2所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，以其中一對相鄰兩個雙層繞組槽作為1號、2號槽，依此，沿周向依次定義出定子的60個定子槽的編號，其中40個單層繞組槽和20個雙層繞組槽。

4.根據權利要求3所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，

相鄰兩個雙層繞組槽之間的夾角λ₁，

相鄰單層繞組槽與雙層繞組槽之間的夾角λ₂，

每個定子槽單元中的左右兩對相鄰單層繞組槽，每對的兩個單層繞組槽的夾角λ₃，

每個定子槽單元中的中間兩個相鄰單層繞組槽的夾角λ₄，

按下述限定條件設置：

其中γ為線圈節距，ξ為每相繞組的兩組線圈在空間位置上的夾角。

5.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，轉子沿圓周方向設置22塊永磁體，22塊永磁體充磁方向交替相反，所有永磁體均沿徑向充磁。

6.根據權利要求5所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，極對數為11的五相電機的近極次諧波為9次諧波，9次諧波的繞組因數k₉按下式獲取：

每相繞組的兩組線圈在空間位置上的夾角ξ、線圈節距γ的限定下，9次諧波的繞組因數k₉0.1，以實現降低9次諧波幅值。

7.根據權利要求5所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，永磁體采用釹鐵硼永磁材料構成。

8.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，永磁體采用表貼式或內置式結構。

9.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，永磁體采用Halbach陣列式。

10.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，定子中的定子鐵心采用軟磁復合材料鑄成或硅鋼片沿軸向疊壓構成。

11.根據權利要求1所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，其特征在于，轉子的轉子鐵心采用軟磁復合材料鑄成或硅鋼片沿軸向疊壓構成。