一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種直流電動機，特別是一種電勵磁無刷直流電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]電勵磁無刷直流電機可以通過調(diào)節(jié)外加勵磁電流的大小，調(diào)節(jié)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩和速度高低，使電動機的外特性符合電動汽車的負載特性，既可以在低速時輸出大轉(zhuǎn)矩，又可以具有較高的轉(zhuǎn)速。這種電機省去了價格昂貴的稀土永久磁鋼，成本將有顯著的降低，可靠性有所提高，可以適用于溫度較高的場所。電勵磁無刷直流電機具有良好的調(diào)速性能，將成為未來電動汽車領(lǐng)域的首選電機。
[0003]為了使無刷直流電機具有高轉(zhuǎn)矩特性，無刷直流電機的磁場波形必須為梯形波(也稱矩形波)，無刷直流電機通常采用60度一換向，每相繞組的連續(xù)導通時間為120度電角度，這就要求轉(zhuǎn)子勵磁磁場梯形波的上邊寬度達到120電角度。在現(xiàn)有電機行業(yè)中，以轉(zhuǎn)子勵磁結(jié)構(gòu)的電機均是以產(chǎn)生正旋波磁場為目的的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子勵磁槽型均采用傳統(tǒng)的對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口在槽的中心線上，槽口距磁極中心距離較近，且每極勵磁槽數(shù)較多，勵磁槽按能產(chǎn)生正旋波磁場的要求分布，以使勵磁磁場形成沿磁極表面近似正旋分布的磁場波形，在磁極中心的磁場最強。如果電勵磁無刷直流電機采用這種對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口處于槽的中心線位置，兩勵磁線圈槽中間所形成的磁極寬度小，所產(chǎn)生的磁場寬度小，很難滿足磁場梯形波上邊寬度達到120電角度的要求，無法保證電勵磁無刷直流電機具有好的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:為電勵磁無刷直流電機提供一種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具體說提供一種勵磁繞組槽型及布置方案，該方案可以滿足所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場波形上邊寬度達到120電角度的要求。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:電勵磁無刷直流電機通常轉(zhuǎn)速較高，凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)繞組容易甩出，可靠性較差，不適宜采用，因此以隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較好。根據(jù)電勵磁無刷直流電機的極數(shù)要求，在每極的中心線兩側(cè)對稱布置勵磁繞組，為了使勵磁繞組能夠閉合繞制，每極勵磁槽數(shù)必須是雙數(shù)。為了使勵磁磁場波形為梯形波，勵磁繞組槽特別是槽口的位置盡量遠離磁極的極中心線，即磁繞組槽盡量靠近磁極的邊緣處，并將槽型設(shè)計成不對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口不在槽中心線上，而是偏向磁極邊緣。
[0006]本發(fā)明的原理是:將轉(zhuǎn)子勵磁繞組槽開成不對稱結(jié)構(gòu)，并使勵磁槽遠離每極的磁極中心、偏向磁極邊緣，同時每個勵磁槽的槽口偏離本身的槽中心線，槽口偏向磁極邊緣的一側(cè)，使每極兩側(cè)槽口間的距離盡量大，以保證每極兩側(cè)槽口間的弧長寬度大于整個磁極表面弧長的三分之二，使磁力線通過轉(zhuǎn)子磁極的寬度占整個磁極表面寬度的三分之二以上，這樣就可以保證轉(zhuǎn)子勵磁繞組產(chǎn)生的磁場具有電機所需要的梯形波磁場，并使磁場梯形波的上邊寬度大于120電角度。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:可以滿足轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁場具有電機所需要的梯形波磁場，并使磁場梯形波的上邊寬度大于120電角度。用本發(fā)明生產(chǎn)制造的電勵磁無刷直流電機能夠?qū)崿F(xiàn)梯形波磁場，可保證電勵磁無刷直流電機具有良好的性能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述的一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明所述的一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)每極4槽的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明所述的一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯上沖制或加工勵磁繞組槽，每極的勵磁繞組槽對稱分布在磁極中心線兩側(cè)，勵磁槽盡量偏離磁極中心，靠近磁極邊緣。而每個勵磁繞組槽本身為不對稱結(jié)構(gòu)，其槽口偏離槽中心線，偏向磁極邊緣的一側(cè)。在勵磁繞組槽中布置勵磁繞組，當槽中的勵磁繞組通有勵磁電流時，磁力線將通過每極勵磁繞組槽之間的磁極表面，將在轉(zhuǎn)子表面形成N極、S極交替分布的磁場。轉(zhuǎn)子磁極由良性導磁材料制成，可以認為在每極的兩槽口中間所形成的磁極表面為等磁位面，這樣在勵磁槽以及勵磁槽口偏向磁極邊緣后，將加大磁力線通路的寬度，這樣所形成的磁場波形寬度增大，使磁場波形為梯形波，且上邊寬度大于120電角度。
[0011]圖1所示為6極電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，每極2個勵磁槽，2個勵磁槽安放1聯(lián)勵磁繞組，整個轉(zhuǎn)子共12個勵磁槽，共有6個勵磁繞組。當勵磁繞組通電后在整個電機轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生6個磁極，有3個N極和3個S極，N極與S極交替均勾分布。本發(fā)明也可延伸使用于2極、4極、8極等其他極數(shù)的電機，勵磁槽分布原理及槽型結(jié)構(gòu)原則上與6極電機相同。
[0012]圖1所示為每極只有1聯(lián)勵磁繞組的轉(zhuǎn)子槽方案，在每極的磁極中心線的兩側(cè)各有1個勵磁槽，每極由2個勵磁繞組槽，由于槽數(shù)少這種結(jié)構(gòu)較易形成梯形波磁場，磁力線磁路寬度較容易達到120電角度。
[0013]圖2為每極2聯(lián)勵磁繞組示意圖，每極4個勵磁繞組槽，形成雙聯(lián)繞組，6極電機共有24個槽，6個雙聯(lián)勵磁繞組。在每極的磁極中心線兩側(cè)對稱布置勵磁繞組槽，每側(cè)各有2個勵磁繞組槽，靠近磁極中心的是內(nèi)槽，靠近磁極邊緣的叫外槽，內(nèi)槽外槽均要靠近磁極邊緣。內(nèi)槽采用不對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口偏向磁極邊緣，使每極兩內(nèi)槽的槽口間的距離大于磁極表面的三分之二。內(nèi)槽外槽之間的距離盡量小，使外槽所產(chǎn)生的磁力線盡量通過兩內(nèi)槽之間所形成的磁極中心處三分之二的路徑。為保證磁路寬度，內(nèi)槽采用不對稱槽結(jié)構(gòu)，外槽可以采用不對稱槽結(jié)構(gòu)，也可以采用對稱槽結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明也可以使用于每極3聯(lián)及3聯(lián)以上的勵磁繞組，勵磁繞組槽數(shù)是勵磁繞組聯(lián)數(shù)的2倍，每極的勵磁繞組槽數(shù)越多，越難以保證磁場梯形波的上邊寬度大于120電角度，一般情況下每極的勵磁繞組槽數(shù)不超過4個，即每極的勵磁繞組聯(lián)數(shù)不超過2個。
[0015]轉(zhuǎn)子鐵芯必須用導磁性能良好的材料制成，推薦使用A3鋼板或硅鋼片沖制疊壓
ΟΤΙ D
【主權(quán)項】
1.一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，每極的勵磁繞組槽對稱分布在磁極中心兩側(cè)，其特征在于:勵磁繞組槽特別是槽口的位置盡量遠離磁極的極中心線，即勵磁繞組槽靠近磁極的邊緣處，槽型為不對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口不在槽中心線上，而是偏向磁極邊緣，使兩槽口之間的距離大于磁極表面的三分之二。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:當每極有4個勵磁繞組槽時，內(nèi)槽外槽均要靠近磁極邊緣，內(nèi)槽采用不對稱槽結(jié)構(gòu)，槽口偏向磁極邊緣，使兩內(nèi)槽的槽口之間的距離大于磁極表面的三分之二；內(nèi)槽外槽之間的距離盡量小，使外槽所產(chǎn)生的磁力線盡量通過兩內(nèi)槽之間所形成的磁極中心處三分之二的路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:轉(zhuǎn)子鐵芯必須用導磁性能良好的材料制成，推薦使用A3鋼板或電工硅鋼片沖制疊壓而成。
【專利摘要】一種電勵磁無刷直流電機不對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。無刷直流電機的勵磁可以通過調(diào)節(jié)外加勵磁電流的大小，調(diào)節(jié)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩和速度高低，既可以在低速時輸出大轉(zhuǎn)矩，又可以具有較高的轉(zhuǎn)速，是電動汽車理想的驅(qū)動電機。無刷直流電機的磁場波形必須為梯形波(也稱矩形波)，且要求磁場梯形波的上邊寬度要達到120電角度。傳統(tǒng)的對稱槽轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，槽口在槽的中心線上，槽口距磁極中心距離較近，所產(chǎn)生的磁場寬度小，很難滿足磁場梯形波上邊寬度達到120電角度的要求。本發(fā)明將轉(zhuǎn)子勵磁繞組槽靠近磁極邊緣，并加工成不對稱結(jié)構(gòu)，槽口不在槽中心線上，而是偏向磁極邊緣，保證轉(zhuǎn)子勵磁繞組產(chǎn)生的磁場具有電機所需要的梯形波磁場，并使磁場梯形波的上邊寬度大于120電角度，可保證電勵磁無刷直流電機具有良好的性能。
【IPC分類】H02K1/26, H02K29/00
【公開號】CN105471214
【申請?zhí)枴緾N201410486732
【發(fā)明人】馬力
【申請人】馬力
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年9月16日