雙凸極永磁電機定子結構的製作方法
2023-05-08 12:24:21 1
雙凸極永磁電機定子結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙凸極永磁電機定子結構。它包括安裝在定子軸上的軸套和套在軸套外的定子鐵芯，定子鐵芯的外圓周上均勻分布有4n個凸極齒，其中，n為≥2的正整數，凸極齒沿圓周被分隔成兩組以上的凸極組，每組凸極組上均纏繞有定子繞組；定子的頂部與相鄰各組凸極組的根部之間有徑向分布的磁鋼。它具有以下有益效果：可以降低電機的功率波動，改善了三相磁鏈的對稱性，電機運行更加平穩；提高了電機速度的控制精度，既降低了故障率又改善了永磁體的飽和度，提高了電機的功率密度；使電機的散熱性能得到提高，過載能力得到加強；增強了電機的功率密度，延長了永磁體的壽命，提高了雙凸極永磁電機的性能。
【專利說明】雙凸極永磁電機定子結構
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種永磁電機結構,具體地說是一種雙凸極永磁電機定子結構,屬於電力拖動和電機製造【技術領域】。
【背景技術】
[0003]目前人類生產活動中應用最廣泛的電力拖動設備，主要有交流異步電機、直流電機兩種，上述的兩種電機最大的特點是電機的定子鐵芯與外殼相連接，具體地說是定子鐵芯被嵌裝在帶有機座功能的外殼內側；上述結構的優點是結構簡單、運行可靠、經久耐用。
[0004]然而由於定子鐵芯和外殼機座連接在一起,一方面，運行時機座系統會發生一定程度的震動現象，這種震動會影響電機的速度控制精度；另外一方面，其結構設計不合理使散熱性比較差，因為散熱問題影響電機鐵芯的導磁率，降低電機效率。同時重點需要說明的是，在能源日趨緊張的今天，電機因為結構和性能性缺陷表現的發熱嚴重、效率低、功率因數低、調速困難的問題日趨突出。而直流電機雖然在工業上得到一定範圍的利用，但是由於存在電刷和換向器的結構特徵，使其過載能力和速度受到限制，功率做不大。生產過程中需要經常進行維護，更換電刷和換向器，維護成本高。另外，由於散熱困難，運行過程中轉子的損耗很大，其轉矩質量比較低，效率不高。對於同步電機來說，由於結構複雜，製造成本和控制成本很高，尤其在需要大功率應用的場合，這個矛盾尤其突出。再者，由於轉子帶有永磁體很容易損壞，導致運行時增加了故障概率，維護成本很高。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是提供一種結構簡單、運行可靠、且可提高電機功率密度，改善電機散熱條件的雙凸極永磁電機定子結構。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的雙凸極永磁電機定子結構，包括安裝在定子軸上的軸套和套在軸套外的定子鐵芯，定子鐵芯的外圓周上均勻分布有4η個凸極齒，其中，η為> 2的正整數，凸極齒沿圓周被分隔成兩組以上的凸極組，每組凸極組上均纏繞有定子繞組；定子的頂部與相鄰各組凸極組的根部之間有徑向分布的磁鋼。
[0007]所述軸套的圓周上均勻排布有燕尾槽，定子鐵芯的內側設置有與燕尾槽配合的凸筋，定子鐵芯和軸套通過凸筋和燕尾槽嵌套固定。
[0008]所述軸套為鋁製軸套。
[0009]所述定子鐵芯由多塊截面形狀大致呈扇形結構的定子鐵芯塊組合而成，所述每塊定子鐵芯塊之間以等距離間隔固定在軸套上，磁鋼嵌在相鄰兩塊定子鐵芯塊之間；每塊定子鐵芯塊上具有多個凸極齒構成的單組凸極組。
[0010] 所述各塊定子鐵芯塊均為磁極端部帶有磁軛的導磁矽鋼片衝壓成型後疊合而成。[0011 ] 所述定子軸的端部具有通孔，所述定子繞組的引出線能夠從定子軸端部的通孔內引出。
[0012]所述定子軸上具有引出導線用的工藝孔。
[0013]本發明具有以下有益效果:
1、設置的凸極齒增加了磁軛，可以降低電機的功率波動，改善了三相磁鏈的對稱性，電機運行更加平穩；
2、電機的定位力矩減小，提高了電機速度的控制精度，該特點尤其適用於電動汽車的剎車制動和瞬間加速；
3、永磁體被相鄰的定子鐵芯的齒槽軛和鋁製軸套所固定，既降低了故障率又改善了永磁體的飽和度，提高了電機的功率密度；
4、定子和鋁製軸套的嵌套式固定配合，使電機的散熱性能得到提高，過載能力得到加
強；
5、由於永磁體被固定在鋁製的軸套上，永磁體發熱問題得到改善，從而增強了電機的功率密度，延長了永磁體的壽命；
6、整體結構簡單、工藝設計合理，製造成本和控制成本低，有利於提高雙凸極永磁電機的性能，便於實現大規模工業製造和實現自動化連續生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明雙凸極永磁電機定子結構立體結構示意圖；
圖2為本發明雙凸極永磁電機定子結構半剖立體結構示意圖；
圖3為本發明中單塊定子鐵芯的立體結構示意圖；
圖4為本發明中軸套的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明的雙凸極永磁電機定子結構作進一步詳細說明。
[0016]如圖所示，本發明的雙凸極永磁電機定子結構，包括安裝在定子軸5上的軸套4和套在軸套4外的定子鐵芯1，定子鐵芯I的外圓周上均勻分布有4η個凸極齒，其中，η為> 2的正整數，凸極齒沿圓周被分隔成兩組以上的凸極組，例如:當η為3時，凸極組為4組，每組凸極組上均纏繞有定子繞組2 ;定子繞組2是由漆包線製成的線包繞組，這個線包根據電機功率的大小和不同的電壓等級，以大於0.2的線徑可以多股並饒或者是單股繞制，匝數大於I匝；定子鐵芯的頂部與相鄰各組凸極組的根部之間有徑向分布的磁鋼3，軸套4的圓周上均勻排布有燕尾槽，定子鐵芯的內側設置有與燕尾槽配合的凸筋，定子鐵芯和軸套通過凸筋和燕尾槽嵌套固定，所說的軸套4優選為鋁製軸套，也可以為鋁合金或其他不導磁的金屬材料，其主要作用是為了改善定子的散熱條件和固定定子鐵芯及永磁體；所說的定子鐵芯由多塊截面形狀大致呈扇形結構的定子鐵芯塊組合而成，每塊定子鐵芯塊之間以等距離間隔固定在軸套4上，磁鋼3嵌在相鄰兩塊定子鐵芯塊的齒槽之間；每塊定子鐵芯塊上具有多個凸極齒構成的單組凸極組，每組凸極組的凸極齒個數相同，各塊定子鐵芯塊均為磁極端部帶有磁軛的導磁矽鋼片衝壓成型後疊合而成，定子軸5的端部還具有通孔，所述定子繞組的引出線能夠從定子軸5端部的通孔內引出，定子軸上具有引出導線用的工藝孔6。
[0017]具體的如圖1所示，本實施例中，採用厚度0.5的矽鋼片衝壓外徑為250_的定子鐵芯塊共有4組，每組定子鐵芯塊有3個齒極，疊厚為145_，每個齒極的兩側有磁軛結構；齒極的寬度小於或等於轉子磁極的寬度；其齒極端部包括齒軛的弧度為23度；每塊定子鐵芯塊沿著齒槽的邊沿之間安裝一塊永磁體(磁鋼3)，使每塊定子鐵芯塊之間以等距離間隔固定在鋁製的軸套上，永磁體(磁鋼)嵌在兩塊定子鐵芯塊的齒槽之間；定子鐵芯通過底部的凸筋與鋁製軸套實現配合固定，固定後的定子鐵芯塊和軸套之間被嵌入厚度為3.5_、長度為145mm的永磁體；軸套被固定在一端空心的定子軸上；安裝永磁體(磁鋼)的兩塊定子鐵芯塊的齒槽端部有相互不連接的齒軛，起固定永磁體的作用，防止永磁體受震動的影響脫落；所說的永磁體(磁鋼)為矩形，隨著定子疊厚的長度，可以是一塊或者是多塊連接，安裝在定子鐵芯塊之間，永磁的材料可以是鐵氧體或者是釹鐵硼材料；永磁體的厚度大於或等於2_。永磁體安裝時，以一塊定子鐵芯塊為中心，安裝在一塊定子鐵芯塊的齒槽兩側，兩塊(或兩組)永磁體的極性是相對的；軸套為空心，中間穿過定子軸5 ;在各組定子鐵芯塊的齒極上，被繞制直徑為1.2的漆包線繞組，漆包線繞組構成定子繞組，定子繞組繞制在每塊定子鐵芯塊的3個不同的齒極上，這3個繞組分別被定義為A、B、C三相繞組，每相繞組的匝數相同；每塊定子鐵芯的A、B、C三相繞組，分別按照順時針方向和下一組定子鐵芯的三相繞組的同相繞組串聯，定子繞組的引出線從端部空心的定子軸5內向外引出，定子軸上有引出導線用的位 於軸承和軸套之間的工藝孔6，最終這三相繞組的起始端作為和電源的連接引出線從定子軸的中心導引孔引出；定子軸上沒有安裝直流電機換向用的碳刷或者磁環，定子圍繞圓周按照90度軸線被等分為分為4塊定子鐵芯塊，相互不連接。
[0018]雖然關於本發明的實例結構和數據已揭露公布，對於所有不同功率等級的雙凸極永磁電機定子結構，本發明並不受限於上述實例。任何本【技術領域】內的技術人員，在不脫離本發明所公布的技術範圍內，可做相應的技術調整。
【權利要求】
1.一種雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:包括安裝在定子軸(5)上的軸套(4)和套在軸套(4)外的定子鐵芯(1)，所述定子鐵芯(I)的外圓周上均勻分布有4η個凸極齒，其中，η為> 2的正整數，所述凸極齒沿圓周被分隔成兩組以上的凸極組，每組凸極組上均纏繞有定子繞組(2);所述定子的頂部與相鄰各組凸極組的根部之間有徑向分布的磁鋼(3)。
2.按照權利要求1所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述軸套(4)的圓周上均勻排布有燕尾槽，定子鐵芯的內側設置有與燕尾槽配合的凸筋，定子鐵芯和軸套通過凸筋和燕尾槽嵌套固定。
3.按照權利要求1或2所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述軸套(4)為鋁製軸套。
4.按照權利要求1所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述定子鐵芯由多塊截面形狀大致呈扇形結構的定子鐵芯塊組合而成，所述每塊定子鐵芯塊之間以等距離間隔固定在軸套(4)上，磁鋼(3)嵌在相鄰兩塊定子鐵芯塊之間；每塊定子鐵芯塊上具有多個凸極齒構成的單組凸極組。
5.按照權利要求4所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述各塊定子鐵芯塊均為磁極端部帶有磁軛的導磁矽鋼片衝壓成型後疊合而成。
6.按照權利要求1所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述定子軸(5)的端部具有通孔，所述定子繞組的引出線能夠從定子軸(5)端部的通孔內引出。
7.按照權利要求1所述的雙凸極永磁電機定子結構，其特徵在於:所述定子軸上具有引出導線用的工藝孔(6)。
【文檔編號】H02K1/14GK104009558SQ201410265500
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】徐潤浩, 黃振躍, 羅石, 朱長順 申請人:徐潤浩