[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

低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，屬于電機領域，本發明為解決采用分數槽集中繞組的五相永磁同步電機定子繞組合成磁動勢中的諧波含量較大的問題。本發明包括定子和轉子，定子同軸設置于轉子外部，定子沿周向設置10個定子槽單元，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；限定兩組線圈在空間位置上的夾角ξ值和線圈節距γ值，用以削弱合成磁動勢中近極次諧波的幅值。

技術領域

本發明涉及一種抑制低次諧波技術，屬于電機領域。

背景技術

五相永磁同步電機系統繼承了傳統三相永磁同步電機系統高功率密度，高轉矩密度，高功率因數和高效率的優點，而且由于其相數的增多，相比三相電機系統具有更強的容錯運行能力，更多的控制自由度，在航空航天，多電飛機，電動汽車和船舶推進等對設備可靠性要求較高的領域具有廣闊的應用前景。但采用分數槽集中繞組的五相永磁同步電機定子繞組合成磁動勢中含有較多的諧波，非工作次諧波相對于轉子非同步旋轉，因此在轉子永磁體中感應出渦流，尤其對于表貼式五相永磁同步電機，永磁體位于轉子鐵心表面，相比永磁體位于轉子鐵心內部的內置式永磁同步電機，更容易受到定子繞組合成磁動勢諧波的影響，從而產生較大的渦流損耗，導致電機的運行性能下降。

發明內容

本發明目的是為了解決采用分數槽集中繞組的五相永磁同步電機定子繞組合成磁動勢中的諧波含量較大，尤其是近極次諧波幅值較高且相對轉子非同步旋轉，在轉子永磁體中造成較大渦流損耗的問題，提供了一種低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機。

本發明所述低空間諧波單雙層繞組徑向磁通五相永磁同步電機，包括定子和轉子，定子同軸設置于轉子外部，

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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，

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，