十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法
2023-08-09 18:53:51 1
專利名稱：十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法
技術領域：
本發明涉及屬於汽車空調的外轉子形式的無刷電機領域，特別是涉及一種十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法。
背景技術：
隨著汽車工業的不斷發展，對汽車零部件的要求越來越高，不僅有性能的要求，而且還有節能和環保方面的要求。目前汽車空調使用的還是有刷電機，在性能和節能環保方面均不及無刷電機，隨著電子元器件的性能不斷提高以及價格的不斷降低，無刷電機所具有高效率、低噪聲、長壽命等優勢，用來替代有刷電機將是必然趨勢。目前針對使用在汽車空調上而開發的無刷電機，槽數與極數配合有的採用六槽四極，也有的採用十二槽八極；也就是在定子上有六個或十二個繞線的線槽或極靴，而在轉子上有四個或八個交替的南極和北極磁鋼。電機的槽數與極數的不同的配合，會產生不同的齒槽轉矩，而齒槽轉矩是電機電磁聲產生的根源之一。誠如業內人員所知曉的，齒槽轉矩與轉子轉動時出現的齒與磁極間的鎖止現象有關，齒槽轉矩與槽數與極數的最小公倍數成反比。以上提到的六槽四極的最小公倍數為12，十二槽八極的最小公倍數為24，當轉子旋轉一圈的過程中，六槽四極的會出現12個鎖止點，十二槽八極的會出現24個鎖止點，而鎖止點越多，齒槽轉矩就越小；反之亦然。齒槽轉矩的大小，直接會影響到電磁聲的大小；一般齒槽轉矩越大，所產生的電磁聲就越大。為解決上述問題，業內人士曾提出過一種通過改變磁極的內弧面，使鎖止力減弱，可以起到降低齒槽轉矩的作用，呈如圖I所示，由於磁極的磁鋼11內弧面110的圓弧與定子鐵芯13的圓弧130並不在同一個同心圓上，使磁鋼11與定子鐵芯13之間的氣隙在圓周上不一致，進而增加了局部區間的氣隙長度，換言之，等於增加了平均氣隙長度，進而會造成電機的性能的下降。此外，用降低磁鋼的磁性能或增加氣隙長度也可以降低電機氣隙磁密度，從而可以減小齒槽轉矩，但是這樣同樣會降低電機性能和效率。另外，由於直流無刷電機定子的繞線方式亦會影響到其工作的性能及效率，合理地對定子繞組進行繞制亦尤其重要，在現有技術中，定子繞組根據線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式不同，可分為集中式和分布式兩類，其中，相對於分布式繞組，上述集中式繞組因具有效率高、發熱量小和三相繞組對稱性好等優點較為常見，請參閱圖2，顯示為現有技術中一種十二槽十極三相直流無刷電機的集中式定子繞組示意圖，定子繞組包括12個線圈元件，12個線圈分成U、V、W三相，分別纏繞到定子的12個齒上。如下圖所示，U相的一對線圈分別纏繞在齒12a及12b上，其中，齒12a上的線圈為順時針繞制，齒12b上的線圈為逆時針繞制，U相的另一對線圈分別纏繞在齒12g及12h上，其中，齒12g上的線圈為逆時針繞制，齒12b上的線圈為順時針繞制，類似地，V相的兩對線圈分別纏繞在齒12c、12d以及齒12i、12j上，W相的兩對線圈分別纏繞在齒12e、12f以及齒121^、121上，而且，上述三相比￥、W採用星形繞組方式，即U相的尾端、V相的尾端、W相的尾端連接在一起。但是，由於上述繞制方式中纏繞於同一相上的相鄰兩個線圈的連接方式為尾端接首端的順接串聯方式(電工術語為「尾接頭」)，其在額定的電壓下產生的電流相對較低，尤其是應用在低壓環境下時會降低電機性能和效率；而且，在實際繞線過程中由於其在順時針和逆時針兩個方向繞制的情況，進而對繞線設備有著較高的要求，不利於提高生產效率及降低生產成本。因而，如何提供一種針對十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，以克服現有技術中的種種缺陷，實已成為本領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法，用於解決現有技術中的直流無刷電機因增加了平均氣隙長度而造成電機的性能的下降的問題。本發明的目的在於提供一種十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法，用於解決現有技術中的直流無刷電機的定子繞組因順接串聯繞制及在順逆時針兩個方向的繞制方式而降低電機性能和效率的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，至少以下步驟包括I)提供一具有十二個齒槽的定子以及一具有十個磁極的轉子，且所述定子中各該齒槽的末端弧面與所述轉子中各該磁極的內表面的弧面共圓心；以及提供用於纏繞在所述定子各齒槽上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；2)自所述定子中一齒槽為起始順時針方向依次定義出第一直至第十二齒槽，並分別在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點，分別在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點；3)自一繞線始點起始，朝順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點對應的繞線終點終止；然後，再依該繞線終點起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點終止；最後依據上述方式纏繞另外兩相線圈。於本發明繞線方法的步驟3)中，所述第一相線圈的繞制為自所述第一繞線始點起始，朝順時針方向在所述第一齒槽上纏繞所述第一相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第六齒槽上再纏繞多圈並於所述第一繞線終點終止；然後，自所述第一繞線終點起始，朝順時針方向在所述第七齒槽上纏繞所述第一相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第十二齒槽上再纏繞多圈並於所述第一繞線始點終止。於本發明繞線方法的步驟3)中，所述第二相線圈的繞制為自所述第二繞線始點起始，朝順時針方向在所述第九齒槽上纏繞所述第二相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第二齒槽上再纏繞多圈並於所述第二繞線終點終止；然後，自所述第二繞線終點起始，朝順時針方向在所述第三齒槽上纏繞所述第二相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第八齒槽上再纏繞多圈並於所述第二繞線始點終止。於本發明繞線方法的步驟3)中，所述第三相線圈的繞制為自所述第三繞線始點起始，朝順時針方向在所述第五齒槽上纏繞所述第三相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第十齒槽上再纏繞多圈並於所述第三繞線終點終止；然後，自所述第三繞線終點起始，朝順時針方向在所述第十一齒槽上纏繞所述第三相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第四齒槽上再纏繞多圈並於所述第三繞線始點終止。於本發明繞線方法的步驟3)中的繞制方式為三角形繞組方式或星形繞組方式。本發明還提供一種十二槽十極三相直流無刷電機，至少包括轉子,具有十個磁極,各該磁極的內表面為共圓心的弧面；定子，軸設於所述轉子中，具有十二個齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個齒槽依次包括第一直至第十二齒槽，在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置分別設有第一、第二、及第三繞線始點，在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置分別設有第一、第二、及第三繞線終點，各該齒槽的末端弧面與所述轉子中各該磁極的內表面的弧面共圓心;繞組，纏繞在所述定子各齒槽上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；各相線圈中的一段繞線起始於一繞線始點，於順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏繞多圈，並在第後五的齒槽上纏繞多圈，終止在與該繞線始點對應的繞線終點；該線圈中的另一段繞線起始於該繞線終點，於順時針方向在第後六的齒槽上纏繞多圈，並在第後十一的齒槽上纏繞多圈，終止於該繞線始點。於本發明的十二槽十極三相直流無刷電機中，所述第一相線圈中的一段繞線起始於所述第一繞線始點，於順時針方向在所述第一齒槽上纏繞多圈，並在第六齒槽上再纏繞多圈，終止於所述第一繞線終點；所述第一相線圈中的另一段繞線起始於所述第一繞線終點，於順時針方向在所述第七齒槽上多圈，並在第十二齒槽上纏繞多圈，終止於所述第一繞線始點。於本發明的十二槽十極三相直流無刷電機中，所述第二相線圈中的一段繞線起始於所述第二繞線始點，於順時針方向在所述第九齒槽上纏繞多圈，並在第二齒槽上纏繞多圈，終止於所述第二繞線終點；所述第二相線圈中的另一段繞線起始於所述第二繞線終點， 於順時針方向在所述第三齒槽上纏繞多圈，並在第八齒槽上纏繞多圈，終止於所述第二繞線始點。於本發明的十二槽十極三相直流無刷電機中，所述第三相線圈中的一段繞線起始於所述第三繞線始點，於順時針方向在所述第五齒槽上纏繞多圈，並在第十齒槽上纏繞多圈，終止於所述第三繞線終點；所述第三相線圈中的另一段繞線起始於所述第三繞線終點，於順時針方向在所述第十一齒槽上纏繞，並在第四齒槽上再纏繞多圈，終止於所述第三繞線始點。於本發明的十二槽十極三相直流無刷電機中，所述繞組的繞制方式為三角形繞組或星形繞組。如上所述，本發明的十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法，具有以下有益效果本發明的十二槽十極三相直流無刷電機採取十二槽十極的槽數與極數的配合，其槽數與極數的最小公倍數為60，也就是說當轉子旋轉一圈，會出現60個鎖止點，由於鎖止點數量較六槽四極的12個鎖止點及十二槽八極的24個鎖止點有大幅度地增加,其齒槽轉矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉矩產生的電磁聲。本發明的十二槽十極三相直流無刷電機中的磁極的磁鋼內弧面的圓弧保持了與定子鐵芯為同心圓，進而使磁鋼與定子之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發揮磁鋼的磁性能，電機的性能和效率都能保持在較高的水平上。本發明的十二槽十極三相直流無刷電機與圖2的現有技術比較，為雙組並聯繞組，具有繞組電阻小的優點，適用於低電壓供電的場合，特別是在汽車12V供電時的使用。按照本發明繞線方法，可以在實際繞線過程中避免反方向繞制的現象，可以降低對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。
圖I顯示為現有技術中磁極磁鋼與定子鐵芯結構示意圖。圖2顯示為現有技術中一種十二槽十極三相直流無刷電機的集中式定子繞組示意圖。圖3顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中的轉子及定子結構示意圖。圖4顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子各齒槽分布示意圖。圖5顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子一相繞線方式示意圖。圖6顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子星形繞線示意圖。圖7顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子三角形繞組的繞線示意圖。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖3至圖7。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。本發明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，至少以下步驟包括請參閱圖3，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中的轉子及定子結構示意圖，如圖所示，步驟1)，提供一具有十二個齒槽221的定子22以及一具有十個磁極211的轉子21，且所述定子22中各該齒槽221的末端弧面2211與所述轉子21中各該磁極211的內表面的弧面2111共圓心0，進而使磁極211與齒槽221之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發揮磁極211的磁性能，電機的性能和效率都能保持在較高的水平上。再提供用於纏繞在所述定子22各齒槽221上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈；於本實施例中，所述轉子的磁極211為磁鋼，所述第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈分別為U相線圈、V相線圈、以及W相線圈。
所述直流無刷電機中的齒槽221與磁極211的最小公倍數為60，也就是說當轉子21旋轉一圈，會出現60個鎖止點，由於鎖止點數量較六槽四極的12個鎖止點及十二槽八極的24個鎖止點有大幅度地增加，其齒槽轉矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉矩產生的電磁聲。請參閱圖4，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子各齒槽分布示意圖，如圖所示，步驟2)，自所述定子22中一齒槽為起始順時針方向依次定義出第一直至第十二齒槽(分別在圖中標示為A、B、b、C、C、A』、以及a』、b』、B』、C』、c』、a)，並分別在第十二齒槽a與第一齒槽A之間、第八齒槽b』與第九齒槽B』之間、及第四齒槽c與第五齒槽C之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(圖示中圓點所示的S1、S2、S3)，分別在第六齒槽A』與第七齒槽a』之間、第二齒槽B與第三齒槽b之間、及第十齒槽C』與第i^一齒槽c』之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(圖示中圓點所示的E1、E2、E3)。請參閱圖5，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子一相繞線方式示意圖，需要說明的是，為了清晰顯示定子的繞線方式，圖5中僅以三相線圈中的一相繞組為 例進行說明，如圖所示，步驟3)，自一繞線始點S起始，朝順時針方向在與該繞線始點S對應的一個齒槽221上纏一相繞線圈(例如為U相)中的一段繞線LI，纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點S對應的繞線終點E終止；然後，再依該繞線終點E起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線L2，纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點S終止。最後依據上述方式纏繞另外兩相線圈(即V相線圈和W相線圈)。為了進一步突顯本發明的原理及功效，請參閱圖6，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子星形繞線示意圖，如圖所示，其中，實線是U相，代表所述第一相線圈，點劃線是V相，代表所述第二相線圈，虛線是W相，代表所述第三相線圈。圖中方框代表定子的每一個齒槽，方框下面的箭頭為繞線時的進線方向，每個齒槽按字母的大小寫繞向相反。具體地，所述第一相線圈U的繞制為自所述第一繞線始點SI起始，朝順時針方向在所述第一齒槽A上纏繞所述第一相線圈U中的一段繞線Ul，纏繞多圈之後引至第六齒槽A』上再纏繞多圈並於所述第一繞線終點El終止；然後，自所述第一繞線終點El起始，朝順時針方向在所述第七齒槽a』上纏繞所述第一相線圈U中的另一段繞線U2，纏繞多圈之後引至第十二齒槽a上再纏繞多圈並於所述第一繞線始點SI終止。所述第二相線圈V的繞制為自所述第二繞線始點S2起始，朝順時針方向在所述第九齒槽B』上纏繞所述第二相線圈V中的一段繞線Vl，纏繞多圈之後引至第二齒槽B上再纏繞多圈並於所述第二繞線終點E2終止；然後，自所述第二繞線終點E2起始，朝順時針方向在所述第三齒槽b上纏繞所述第二相線圈V中的另一段繞線V2，纏繞多圈之後引至第八齒槽b』上再纏繞多圈並於所述第二繞線始點S2終止。所述第三相線圈W的繞制為自所述第三繞線始點S3起始，朝順時針方向在所述第五齒槽C上纏繞所述第三相線圈W中的一段繞線Wl，纏繞多圈之後引至第十齒槽C』上再纏繞多圈並於所述第三繞線終點E3終止；然後，自所述第三繞線終點E3起始，朝順時針方向在所述第十一齒槽c 』上纏繞所述第三相線圈W中的另一段繞線W2，纏繞多圈之後引至第四齒槽c上再纏繞多圈並於所述第三繞線始點S3終止。在實際的繞線過程中，也可以先從帶撇的中點開始繞，將其中一相四個繞組全部繞完後，在由中點連接線過渡到另外一相上再開始繞這一相的四個繞組，繞完後在由中點連接線過渡到最後一相，繞完剩餘四個繞組。這樣可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進而避免反方向繞制的現象，可以降低對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。在另一實施方式中，還可以採用三角形繞組的繞線方式，請參閱圖7，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子三角形繞組的繞線示意圖，如圖所示，其中，實線是U相，點劃線是V相，虛線是W相。圖中方框代表定子的每一個齒槽，每個齒槽按字母的大小寫繞向相反。在實際的繞制過程中，先將大寫字母的繞組全部繞完後，再繞小寫字母的繞組，這樣就可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進而避免反方向繞制的現象，可以降低對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。本發明還提供一種十二槽十極三相直流無刷電機，至少包括轉子21，定子22，以及繞組。所述轉子具有十個磁極211，各該磁極211的內表面為共圓心的弧面；於本實施例中，所述轉子的磁極為磁鋼。 所述定子軸設於所述轉子中，具有十二個齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個齒槽依次包括第一直至第十二齒槽(分別在圖中標示為A、B、b、C、C、A』、以及a』、b』、B』、C』、c』、a)，並分別在第十二齒槽a與第一齒槽A之間、第八齒槽b』與第九齒槽B』之間、及第四齒槽c與第五齒槽C之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(圖示中圓點所不的SI、S2、S3),分別在第六齒槽A』與第七齒槽a』之間、第二齒槽B與第三齒槽b之間、及第十齒槽C』與第十一齒槽c』之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(圖示中圓點所示的E1、E2、E3)。各該齒槽的末端弧面與所述轉子中各該磁極的內表面的弧面2111共圓心，進而使磁極211與定子22之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發揮磁極的磁性能，電機的性能和效率都能保持在較高的水平上。所述直流無刷電機中的齒槽221與磁極211的最小公倍數為60，也就是說當轉子22旋轉一圈，會出現60個鎖止點，由於鎖止點數量較六槽四極的12個鎖止點及十二槽八極的24個鎖止點有大幅度地增加，其齒槽轉矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉矩產生的電磁聲。所述繞組纏繞在所述定子22各齒槽221上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；於本實施例中，所述第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈分別為U相線圈、V相線圈、以及W相線圈。各相線圈中的一段繞線自一繞線始點起始，朝順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點對應的繞線終點終止；該線圈中的一段繞線依該繞線終點起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點終止。呈如圖5所示，各相線圈中的一段繞線自一繞線始點S起始，朝順時針方向在與該繞線始點S對應的一個齒槽221上纏一相繞線圈(例如為U相)中的一段繞線LI，纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點S對應的繞線終點E終止；然後，再依該繞線終點E起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線L2，纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點S終止。
請參閱圖6，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子星形繞線示意圖，如圖所示，其中，實線是U相，代表所述第一相線圈，點劃線是V相，代表所述第二相線圈，虛線是W相，代表所述第三相線圈。圖中方框代表定子的每一個齒槽，方框下面的箭頭為繞線時的進線方向，每個齒槽按字母的大小寫繞向相反。具體地，所述第一相線圈U的繞制為自所述第一繞線始點SI起始，朝順時針方向在所述第一齒槽A上纏繞所述第一相線圈U中的一段繞線Ul，纏繞多圈之後引至第六齒槽A』上再纏繞多圈並於所述第一繞線終點El終止；然後，自所述第一繞線終點El起始，朝順時針方向在所述第七齒槽a』上纏繞所述第一相線圈U中的另一段繞線U2，纏繞多圈之後引至第十二齒槽a上再纏繞多圈並於所述第一繞線始點SI終止。所述第二相線圈V的繞制為自所述第二繞線始點S2起始，朝順時針方向在所述第九齒槽B』上纏繞所述第二相線圈V中的一段繞線Vl，纏繞多圈之後引至第二齒槽B上再纏 繞多圈並於所述第二繞線終點E2終止；然後，自所述第二繞線終點E2起始，朝順時針方向在所述第三齒槽b上纏繞所述第二相線圈V中的另一段繞線V2，纏繞多圈之後引至第八齒槽b』上再纏繞多圈並於所述第二繞線始點S2終止。所述第三相線圈W的繞制為自所述第三繞線始點S3起始，朝順時針方向在所述第五齒槽C上纏繞所述第三相線圈W中的一段繞線Wl，纏繞多圈之後引至第十齒槽C』上再纏繞多圈並於所述第三繞線終點E3終止；然後，自所述第三繞線終點E3起始，朝順時針方向在所述第十一齒槽c 』上纏繞所述第三相線圈W中的另一段繞線W2，纏繞多圈之後引至第四齒槽c上再纏繞多圈並於所述第三繞線始點S3終止。在實際的繞線過程中，先從帶撇的中點開始繞，將其中一相四個繞組全部繞完後，在由中點連接線過渡到另外一相上再開始繞這一相的四個繞組，繞完後在由中點連接線過渡到最後一相，繞完剩餘四個繞組。這樣可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進而避免反方向繞制的現象，可以降低對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。在另一實施方式中，還可以採用三角形繞組的繞線方式，請參閱圖7，顯示為本發明十二槽十極三相直流無刷電機中定子三角形繞組的繞線示意圖，如圖所示，其中，實線是U相，點劃線是V相，虛線是W相。圖中方框代表定子的每一個齒槽，每個齒槽按字母的大小寫繞向相反。在實際的繞制過程中，先將大寫字母的繞組全部繞完後，再繞小寫字母的繞組，這樣就可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進而避免反方向繞制的現象，可以降低對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。綜上所述，本發明針對十二槽十極三相繞組的外轉子無刷電機定子的繞線方式。繞組形式為集中式繞組；比較分布式繞組，集中式繞組具有效率高、發熱量小、繞制簡單和三相繞組對稱性好等優點。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，其特徵在於，所述繞線方法至少以下 步驟包括 1)提供一具有十二個齒槽的定子以及一具有十個磁極的轉子，且所述定子中各該齒槽的末端弧面與所述轉子中各該磁極的內表面的弧面共圓心；以及提供用於纏繞在所述定子各齒槽上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈； 2)自所述定子中一齒槽為起始順時針方向依次定義出第一直至第十二齒槽，並分別在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點，分別在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點； 3)自一繞線始點起始，朝順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點對應的繞線終點終止；然後，再依該繞線終點起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點終止；最後依據上述方式纏繞另外兩相線圈。
2.根據權利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，其特徵在于于所述步驟3)中，所述第一相線圈的繞制為自所述第一繞線始點起始，朝順時針方向在所述第一齒槽上纏繞所述第一相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第六齒槽上再纏繞多圈並於所述第一繞線終點終止；然後，自所述第一繞線終點起始，朝順時針方向在所述第七齒槽上纏繞所述第一相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第十二齒槽上再纏繞多圈並於所述第一繞線始點終止。
3.根據權利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，其特徵在于于所述步驟3)中，所述第二相線圈的繞制為自所述第二繞線始點起始，朝順時針方向在所述第九齒槽上纏繞所述第二相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第二齒槽上再纏繞多圈並於所述第二繞線終點終止；然後，自所述第二繞線終點起始，朝順時針方向在所述第三齒槽上纏繞所述第二相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第八齒槽上再纏繞多圈並於所述第二繞線始點終止。
4.根據權利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，其特徵在于于所述步驟3)中，所述第三相線圈的繞制為自所述第三繞線始點起始，朝順時針方向在所述第五齒槽上纏繞所述第三相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第十齒槽上再纏繞多圈並於所述第三繞線終點終止；然後，自所述第三繞線終點起始，朝順時針方向在所述第十一齒槽上纏繞所述第三相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第四齒槽上再纏繞多圈並於所述第三繞線始點終止。
5.根據權利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機定子的繞線方法，其特徵在于于所述步驟3)中的繞制方式為三角形繞組方式或星形繞組方式。
6.一種十二槽十極三相直流無刷電機，其特徵在於，至少包括 轉子，具有十個磁極，各該磁極的內表面為共圓心的弧面； 定子，軸設於所述轉子中，具有十二個齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個齒槽依次包括第一直至第十二齒槽，在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置分別設有第一、第二、及第三繞線始點，在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置分別設有第一、第二、及第三繞線終點，各該齒槽的末端弧面與所述轉子中各該磁極的內表面的弧面共圓心； 繞組，纏繞在所述定子各齒槽上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；各相線圈中的一段繞線起始於一繞線始點，於順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏繞多圈，並在第後五的齒槽上纏繞多圈，終止在與該繞線始點對應的繞線終點；該線圈中的另一段繞線起始於該繞線終點，於順時針方向在第後六的齒槽上纏繞多圈，並在第後十一的齒槽上纏繞多圈，終止於該繞線始點。
7.根據權利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機，其特徵在於所述第一相線圈中的一段繞線起始於所述第一繞線始點，於順時針方向在所述第一齒槽上纏繞多圈，並在第六齒槽上再纏繞多圈，終止於所述第一繞線終點；所述第一相線圈中的另一段繞線起始於所述第一繞線終點，於順時針方向在所述第七齒槽上多圈，並在第十二齒槽上纏繞多圈，終止於所述第一繞線始點。
8.根據權利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機，其特徵在於所述第二相線圈中的一段繞線起始於所述第二繞線始點，於順時針方向在所述第九齒槽上纏繞多圈，並在第二齒槽上纏繞多圈，終止於所述第二繞線終點；所述第二相線圈中的另一段繞線起始於所述第二繞線終點，於順時針方向在所述第三齒槽上纏繞多圈，並在第八齒槽上纏繞多圈，終止於所述第二繞線始點。
9.根據權利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機，其特徵在於所述第三相線圈中的一段繞線起始於所述第三繞線始點，於順時針方向在所述第五齒槽上纏繞多圈，並在第十齒槽上纏繞多圈，終止於所述第三繞線終點；所述第三相線圈中的另一段繞線起始於所述第三繞線終點，於順時針方向在所述第十一齒槽上纏繞，並在第四齒槽上再纏繞多圈，終止於所述第三繞線始點。
10.根據權利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機，其特徵在於所述繞組的繞制方式為三角形繞組或星形繞組。
全文摘要
本發明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機及其定子的繞線方法，所述方法為提供十二個齒槽定子及十磁極轉子，使定子齒槽的末端弧面與磁極內表面弧面共圓心；再提供三相線圈繞組，然後，自一繞線始點起始，朝順時針方向在與該繞線始點對應的一個齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之後引至第後五的齒槽上再纏繞多圈，並在與該繞線始點對應的繞線終點終止；然後，再依該繞線終點起始，朝順時針方向在第後六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之後引至第後十一的齒槽上再纏繞多圈後，於該繞線始點終止；最後依據上述方式纏繞另外兩相線圈，如此可避免反方向繞制的現象，也降低了對繞線設備的要求，使繞線設備製造簡便。
文檔編號H02K15/085GK102780337SQ20121023992
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者劉小波 申請人:上海航天汽車機電股份有限公司