定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電動(dòng)機(jī)主要包括具有由磁鋼構(gòu)成的磁鋼磁極部的轉(zhuǎn)子、和由鐵芯以及電樞繞組構(gòu)成的定子。
[0003]永磁電動(dòng)機(jī)按照電樞繞組的繞制方式分為分?jǐn)?shù)槽繞組和整數(shù)槽繞組兩種結(jié)構(gòu)。具有分?jǐn)?shù)槽繞組的永磁電動(dòng)機(jī)大大的降低了絕緣支架所占的槽面積，從而能夠提高電樞繞組的實(shí)際槽滿率、降低繞組的電阻并提高電機(jī)的效率。
[0004]但是采用分?jǐn)?shù)槽繞組的永磁電動(dòng)機(jī)，電樞反應(yīng)含有大量的高次諧波，會(huì)引起電機(jī)鐵耗的增加；而且分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的永磁電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榇怕返牟粚?duì)稱性，容易引起局部的磁飽和，引起電機(jī)振動(dòng)和噪音的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)。所述技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子相對(duì)的繞線齒，且所述繞線齒均勻分布在所述定子鐵芯上，所述繞線齒上纏繞有電樞繞組；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和多塊磁鋼，在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向上間隔均勻地設(shè)置有多個(gè)安裝槽，每個(gè)所述安裝槽內(nèi)分別嵌設(shè)有一塊所述磁鋼，所述多塊磁鋼包括相鄰設(shè)置的第一磁鋼和第二磁鋼，所述第一磁鋼的穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為D軸，所述第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為Q軸，所述轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰所述繞線齒側(cè)壁之間距離為g，在所述Q軸到所述D軸的扇形范圍內(nèi)，所述g沿所述Q軸到所述D軸的方向變小。
[0007]在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線和所述Q軸的交點(diǎn)到相鄰的所述繞線齒側(cè)壁之間的距離為g2，所述轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線和所述D軸的交點(diǎn)到相鄰的所述繞線齒側(cè)壁之間的距離為gl，1.5 < g2/gl ( 3.5。
[0008]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線由相間設(shè)置的圓弧段和內(nèi)凹的V型段構(gòu)成，且所述圓弧段和V型段平滑連接，所述D軸經(jīng)過(guò)所述圓弧段的中心，所述Q軸經(jīng)過(guò)所述V型段的中心。
[0009]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述圓弧段的半徑為R1，所述轉(zhuǎn)子的中心到所述圓弧段與所述D軸交點(diǎn)的距離為R2，所述Rl小于所述R2，且所述Rl大于O ;
[0010]所述圓弧段的角度為Θ 1，所述轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)為p，0.444彡Θ 1/(360 ° /P) ( 0.665，所述P為正整數(shù)。
[0011]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述繞線齒包括繞線部和連接在所述繞線部端部上的齒前部，所述齒前部端面的外側(cè)輪廓線由齒前弧線段和連接在所述齒前弧線段兩端的齒前直線段組成，所述外側(cè)輪廓線兩端點(diǎn)之間的距離為C，所述齒前直線段的長(zhǎng)度為a，所述繞線部的寬度為b，(c-b)/2 ^ a ^ c/2，且所述a、b、c均大于0。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，相鄰兩個(gè)所述繞線齒之間夾一定子槽，所述定子槽的底邊由定子槽弧線段和連接在所述定子槽弧線段兩端的定子槽直線段組成，所述定子槽直線段與所述繞線部的邊線垂直且所述定子槽直線段與所述邊線平滑過(guò)渡連接。
[0013]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括多片疊壓在一起的轉(zhuǎn)子沖片，所述定子鐵芯包括多片疊壓在一起的定子沖片。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述安裝槽的長(zhǎng)度大于所述磁鋼的長(zhǎng)度，所述磁鋼設(shè)于所述安裝槽的中心，所述安裝槽的兩邊為非磁性區(qū)構(gòu)成的隔磁橋，所述隔磁橋的寬度M是所述轉(zhuǎn)子沖片厚度的1.5-3倍。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述繞線齒的數(shù)量與所述轉(zhuǎn)子極數(shù)的比為3:2o
[0016]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述磁鋼通過(guò)卡件卡設(shè)在所述安裝槽內(nèi)。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的定子和轉(zhuǎn)子組合結(jié)構(gòu)中，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子相對(duì)的繞線齒，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和多塊磁鋼，多塊磁鋼包括相鄰的第一磁鋼和第二磁鋼，第一磁鋼的穿過(guò)轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為D軸，第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過(guò)轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為Q軸，轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內(nèi)，g沿Q軸到D軸的方向變小。轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，可以有效的降低了電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)有效的抑制通過(guò)定子齒尖磁通的急劇變化和飽和程度，減小徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機(jī)振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。另外，轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，使得電機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)呈正弦波形，從而降低了電機(jī)的諧波電流，進(jìn)而降低了電機(jī)的鐵耗。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1所提供的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的局部示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，其齒槽轉(zhuǎn)矩隨機(jī)械角度變化示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，不同次數(shù)諧波對(duì)應(yīng)的徑向電磁力分布不意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，其反電動(dòng)勢(shì)隨機(jī)械角度變化示意圖；
[0025]圖6是圖1所提供的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的局部示意圖；
[0026]圖7是圖1所提供的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]上述附圖中，各零部件的標(biāo)號(hào)如下:
[0028]定子3，轉(zhuǎn)子5，定子鐵芯31，繞線齒32，電樞繞組33，轉(zhuǎn)子鐵芯51，磁鋼52，安裝槽53，第一磁鋼521，第二磁鋼522，外輪廓線50，繞線部321，齒前部322，定子槽34，圓弧段54，V型段55，邊線3211，底邊341，隔磁橋56，卡件57，轉(zhuǎn)軸58。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，參見(jiàn)圖1，該永磁電動(dòng)機(jī)包括定子3和轉(zhuǎn)子5。
[0031]其中，定子3包括定子鐵芯31，定子鐵芯31上設(shè)有與轉(zhuǎn)子5相對(duì)的繞線齒32，且繞線齒32均勻分布在定子鐵芯31上，繞線齒32上纏繞有電樞繞組33。
[0032]轉(zhuǎn)子5包括轉(zhuǎn)子鐵芯51和多塊磁鋼52，在轉(zhuǎn)子鐵芯51的周向上間隔均勻地設(shè)置有多個(gè)安裝槽53，每個(gè)安裝槽53內(nèi)分別嵌設(shè)有一塊磁鋼52。
[0033]參見(jiàn)圖2，多塊磁鋼52包括相鄰的第一磁鋼521和第二磁鋼522，第一磁鋼521的穿過(guò)轉(zhuǎn)子5的中心的對(duì)稱軸為D軸，第一磁鋼521和第二磁鋼522之間的穿過(guò)轉(zhuǎn)子5的中心的對(duì)稱軸為Q軸，轉(zhuǎn)子5端面的外輪廓線50上的點(diǎn)到相鄰繞線齒32側(cè)壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內(nèi)，g沿Q軸到D軸的方向變小。其中，多塊磁鋼52為同樣的磁鋼，第一磁鋼521和第二磁鋼522可以為多塊磁鋼52中任意相鄰的兩塊。
[0034]具體地，轉(zhuǎn)子5端面的外輪廓線50上的點(diǎn)到相鄰繞線齒32側(cè)壁之間的距離可以是轉(zhuǎn)子5端面的外輪廓線50上的點(diǎn)與相鄰繞線齒32之間的最小距離。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供的定子和轉(zhuǎn)子組合結(jié)構(gòu)中，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子相對(duì)的繞線齒，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和多塊磁鋼，多塊磁鋼包括相鄰的第一磁鋼和第二磁鋼，第一磁鋼的穿過(guò)轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為D軸，第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過(guò)轉(zhuǎn)子的中心的對(duì)稱軸為Q軸，轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內(nèi)，g沿Q軸到D軸的方向變小。轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，可以有效的降低了電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)有效的抑制通過(guò)定子齒尖磁通的急劇變化和飽和程度，減小徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機(jī)振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。另外，轉(zhuǎn)子端面的外輪廓線上的點(diǎn)到相鄰繞線齒側(cè)壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，使得電機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)呈正弦波形，從而降低了電機(jī)的諧波電流，進(jìn)而降低了電機(jī)的鐵耗。
[0036]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，其齒槽轉(zhuǎn)矩隨機(jī)械角度變化示意圖，其中實(shí)線代表采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)(也即圖中的本發(fā)明電機(jī))，而虛線代表常規(guī)電機(jī)(也即圖中基準(zhǔn))?？梢?jiàn)，采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)于常規(guī)電機(jī)(越靠近O越好)。
[0037]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，不同次數(shù)諧波對(duì)應(yīng)的徑向電磁力分布示意圖，其中陰影柱代表采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)，而空心柱代表常規(guī)電機(jī)?？梢?jiàn)，采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)的徑向電磁力的幅值小于常規(guī)電機(jī)的徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機(jī)振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。
[0038]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電機(jī)中時(shí)，其反電動(dòng)勢(shì)隨機(jī)械角度變化示意圖，其中實(shí)線代表采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)，而虛線代表常規(guī)電機(jī)。可見(jiàn)，采用了本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的組合結(jié)構(gòu)的電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)呈正弦波，而常規(guī)電機(jī)呈方波。正弦波形式的反電動(dòng)勢(shì)相比于方