一種減少分布係數的空心杯繞組的製作方法

2023-04-27 03:01:16

本發明涉及一種空心杯繞組，尤其是涉及一種減少分布係數的空心杯繞組。

背景技術：

傳統電機設計中，一般使用繞組係數衡量電機反電勢的利用率。在空心杯電機中由於齒槽的取消，引起繞組的分布係數下降，導致電機的性能下降。舉例，三相繞組以120°均勻分布於電機定子表面，見圖1，圖中1-1為空心杯電機上層繞組A+，2-1為上層繞組B+，3-1為上層繞組C+，1-2為下層繞組A-，2-2為下層繞組B-，3-2為下層繞組C-，4為定子鐵心。

傳統的空心杯電機繞組不能有效利用遠離繞組中線處的導體，造成電機功率密度下降，電阻增大，性能惡化。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提升電機性能、通用性好的減少分布係數的空心杯繞組。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種減少分布係數的空心杯繞組，其特徵在於，包括N相繞組，每相繞組由k個(360/k/N)°的線圈單元構成，k個線圈單元組成反接線圈組和正接線圈組。

所述的k個(360/k/N)°的線圈單元按照反電勢最大原則確定線圈單元的正反接。

對於三相兩極電機，三相繞組分為正接線圈組和反接線圈組，每個線圈組由兩個60°的線圈單元構成。

所述的兩個60°線圈單元分別處於定子鐵芯的NS極下。

所述的三相繞組按照三角形或星形連接。

所述的k優選為偶數。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)該方法採用k個(360/k/N)°的線圈減小單個線圈的分布係數，按照k的數值，轉子極數和反電勢最大原則，將k個線圈連接，提升繞組的反電勢；

2)該方法通過改變線圈分布，充分利用繞組中的導體產生更多的反電勢；

3)該方法可以提升單位相電阻下的相反電勢係數，提升電機的性能；

4)該方法實現方法靈活，可以根據不同轉子極數，選擇不同的線圈數量，依據反電勢合成最大原則進行連接，具有通用性。

附圖說明

圖1為現有的三相繞組結構示意圖；

圖2為本發明的三相繞組結構示意圖；

圖3為本發明的三相繞組接線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

針對上述由於繞組分布引起的反電勢下降這一問題，本發明提出採用相對集中的繞組分布，採用k個(360/k/N)°的線圈，減小每個線圈自身的分布係數，根據k的數值，轉子的極數，按照反電勢最大原則確定線圈的正反接。在電機結構，線圈數量不發生變化時，該方法較傳統方法可以實現更大的反電勢。

針對一臺三相，兩極的空心杯電機為例，傳統方案將三相繞組按120°相帶均勻分布於定子鐵心上，見圖1。現採用改進方案，將原本在一個極下的120°的線圈，分割為分別處於在NS極下的兩個60°的線圈，既k＝2，見圖2，圖中6-1與6-2組成A相中的線圈6，7-1與7-2組成A相線圈7，8-1與8-2組成B相中的線圈8，9-1與9-2組成B相中的線圈9，10-1與10-2組成C相中的線圈10，11-1與11-2組成A相中的線圈11。根據轉子極數為2，為了實現反電勢最大化，將同一相的兩個線圈反接，如圖3，中線圈6與線圈7反接，線圈8與線圈9反接，線圈10與線圈11反接，然後將三相繞組按照角接或者星接。根據FEA仿真分析，在相同的匝數和定轉子拓撲下，該方法可以大幅提升反電勢，提升電機性能。