一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子的制作方法
【專利摘要】一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子技術(shù)方案，有若干個(gè)齒5、齒4按圓周狀間隔排列且齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。鐵芯磁極分別由齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成，且三齒極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀。利用齒4是相與相磁極共有的特點(diǎn)，具有相與相極磁場(chǎng)融合交接的作用，產(chǎn)生相似于圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的效果，從而進(jìn)一步降低了電機(jī)的脈動(dòng)現(xiàn)象，使得電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，制造成本降低，噪聲降低，能耗降低，效率、轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步提高。
【專利說(shuō)明】一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本技術(shù)涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種電子換相的三相無(wú)刷直流電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的三相無(wú)刷直流電機(jī)是永磁同步電機(jī)的一個(gè)分支，其電機(jī)定子鐵芯圓內(nèi)設(shè)有 凸形齒，單個(gè)凸齒用漆包銅線繞成一個(gè)極，凸極在圓上均等分布。一相磁極為徑向一對(duì)。一 般是轉(zhuǎn)子是4個(gè)凸極、定子是6個(gè)凸極或轉(zhuǎn)子是6個(gè)凸極、定子是8個(gè)凸極或以上的雙凸極 三相無(wú)刷直流電機(jī)，轉(zhuǎn)子上設(shè)有永久磁極。通電時(shí)通過(guò)位置傳感器、電子換向器對(duì)定子上的 每一相線圈按順序逐一通電，定子鐵芯上產(chǎn)生三相對(duì)稱的磁場(chǎng)，分別帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0003] 無(wú)刷直流電機(jī)由于其寬廣的調(diào)速范圍及節(jié)能效果，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防等各 個(gè)領(lǐng)域。其缺點(diǎn)是電機(jī)運(yùn)行時(shí)有脈動(dòng)現(xiàn)象。其原因有多種，主要的是雙凸極結(jié)構(gòu)原因，使電 機(jī)換相時(shí)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩存在突變現(xiàn)象，以及轉(zhuǎn)子上永磁磁體與定子上齒槽產(chǎn)生的自然 定位力矩等。因此，限制了在高精設(shè)備上的運(yùn)用。
[0004] 而永磁同步電機(jī)的定子鐵芯為多槽形的，里邊的繞組為分布繞組，而配套使用的 換相電子裝置，即：伺服控制器，使永磁同步電機(jī)有優(yōu)良的正弦磁勢(shì)波形和調(diào)速性能。因此， 被廣泛運(yùn)用于高精設(shè)備上。雖然有很好調(diào)速運(yùn)行性能，但相比無(wú)刷直流電機(jī)來(lái)講，其缺點(diǎn)是 制作成本較高，力能、效率遜色了一點(diǎn)。
[0005] 目前對(duì)于三相無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減少的方法在本體上主要有以下幾種類型： 定子斜槽或轉(zhuǎn)子斜極、分?jǐn)?shù)槽、磁性槽泥、閉口槽、無(wú)齒槽繞組以及增加定轉(zhuǎn)子極數(shù)或優(yōu)化 控制策略等方法，但還是不太理想，在某種程度上還增加了成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有三相無(wú)刷直流電機(jī)或永磁同步電機(jī)存在不足，本技術(shù)方案是通過(guò)改變電 機(jī)定子形狀，使極距變短、三齒極弧面氣隙相似于呈正弦規(guī)律變化形狀分布。改變了目前永 磁同步電機(jī)定子一極需要較多齒槽而能達(dá)到磁勢(shì)正弦波形。利用齒4是相與相磁極之間共 有的特點(diǎn)，具有相與相極磁場(chǎng)融合交接的作用，產(chǎn)生相似于圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的效果，使得三相 雙凸極電機(jī)在換相時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩不至于突變，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲降低，效率、轉(zhuǎn)矩有進(jìn)一步 提1?。
[0007] -種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子技術(shù)方案，包括定子鐵芯9和轉(zhuǎn)子永久磁極 10。其中，有霍爾位置傳感器安裝于定子9機(jī)殼一側(cè)旁支架13上與轉(zhuǎn)子位置永久磁極12 組成三相電子換相電路裝置中的信號(hào)采樣部分。
[0008] 請(qǐng)參考圖1，一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子技術(shù)方案，有若干個(gè)齒5與齒4按 圓周狀交替間隔排列且齒5齒身與齒4齒身軸中性線之間的圓弧距離相等，若干條A相槽 6、B相槽7伴生于若干個(gè)齒5、齒4之間且槽面積相等，齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二 倍以上。
[0009] 因?yàn)殡姍C(jī)的功率大小不同，齒5齒身寬度與齒4齒身寬度就根據(jù)電機(jī)功率大小形 狀確定。
[0010] 本技術(shù)方案中的定子9繞組鐵芯磁極與轉(zhuǎn)子永久磁極10之間的極弧面氣隙14為 非均勻氣隙，是相似于按正弦規(guī)律變化的氣隙。其中，定子中的齒5弧面是按正弦規(guī)律變化 的機(jī)械形狀弧面，齒5弧面氣隙為中間氣隙小、兩端氣隙大的正弦漸變氣隙，S卩：以齒5齒 身軸中性線為分界線沿齒5弧面向左右兩端按正弦規(guī)律逐漸將氣隙變大，齒4弧面氣隙為 均勻氣隙且稍大于齒5弧面兩端氣隙。
[0011] 單個(gè)線圈的嵌法是極距一跨四包繞著以齒4、齒5、齒4三齒為一極，一相中若干單 個(gè)線圈連接成一相繞組，每相繞組分別連接成若干同性磁極，每相中的每極鐵芯分別由齒 4、齒5、齒4三齒排列組成且極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀。
[0012] A相繞組1嵌在A相槽6里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成A相鐵芯磁極11與相 鄰的B相繞組2嵌在B相槽7里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成B相鐵芯磁極22與相鄰的 C相繞組3嵌在C相槽8里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成C相鐵芯磁極33在空間位置上 互為120°電角度。
[0013] 在齒4、齒5、齒4三齒排列組成的一極中，齒5為主齒，齒4為輔齒并為相與相磁 極共有，齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。增大齒5齒身、縮小齒4齒身寬 度，一方面使極距變小，但一極總的鐵芯磁密不變，極距變短，線圈就越小，定子線圈端部長(zhǎng) 度變短，線圈電阻小、損耗就減少；由于組成一極的齒數(shù)僅僅三齒，從電機(jī)整體來(lái)看，定子槽 齒數(shù)越少，齒槽諧波量越少，損耗將進(jìn)一步降低；由于采用齒5為主、左右齒4為輔三齒排列 組成一極，極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀，使得在線圈通電中所產(chǎn)生的磁勢(shì)更接近于正弦 波形。
[0014] 一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，還配置三相Η橋驅(qū)動(dòng)器等電子換相電路控制 裝置，根據(jù)需要不同，可以采用閉環(huán)的、也可以采用開(kāi)環(huán)的來(lái)控制。
[0015] 所述的定子中每相為庶極式繞組，分別連接成若干Ν/Ν或S/S等極性一致的同性 磁極。
[0016] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)的構(gòu)成可以有不同的定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)。
[0017] 下表列出了幾種定子槽數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0018] 歪字齒槽數(shù) |6 |12 |18 |24 |30 |36 |42 |i 極數(shù) |2 |4 |6 |8 |l0 |l2 |l4 |--~
[0019] 不僅僅只有上述這些對(duì)應(yīng)關(guān)系，還可以按照定子槽數(shù)是轉(zhuǎn)子極數(shù)三倍的比例繼續(xù) 延伸定子與轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0020] 所述的定子9鐵芯槽口寬度為2mm至3mm。
[0021] 所述的轉(zhuǎn)子永久磁極10 -極極距為（1?0. 8) X π D/P，D為轉(zhuǎn)子直徑，P為極數(shù)。
[0022] 若干對(duì)N/S永久磁極10間隔均勻布滿在轉(zhuǎn)子鐵芯上。
[0023] 所述的凸極轉(zhuǎn)子永久磁極10為圓形弧面，磁極為徑向充磁或平行充磁，形狀為瓦 形，粘在轉(zhuǎn)子鐵芯上。
[0024] 為了減少定位力矩，定子9齒槽或轉(zhuǎn)子永久磁極10采用斜形設(shè)計(jì)。
[0025] 為了減少定子9斜槽度，在轉(zhuǎn)子上采用斜形永久磁極10。其定子9齒槽與轉(zhuǎn)子永 久磁體10為斜形，呈交叉形狀且斜槽度相等。設(shè)當(dāng)轉(zhuǎn)子永久磁極10 -端的一極極弧面轉(zhuǎn)至 與定子9 一極極弧面兩銳角點(diǎn)相交時(shí)，另一端兩極弧面之間的最大間距15為二倍以上的槽 口寬度。這個(gè)作為定轉(zhuǎn)子斜槽度的參考。另外亦要權(quán)衡定轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)度對(duì)斜槽度的影響， 長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其斜槽度越小，反之越大。
[0026] 為了確定轉(zhuǎn)子位置，采用在三相互為120°電角度的極軸中性線處設(shè)一位置傳感 器來(lái)確定轉(zhuǎn)子的位置。
[0027] 三個(gè)位置傳感器分別依次設(shè)在A相鐵芯磁極11、B相鐵芯磁極22、C相鐵芯磁極 33的極軸中性線處。
[0028] 所述的轉(zhuǎn)子位置永久磁極12與轉(zhuǎn)子永久磁極10同軸且極對(duì)數(shù)相等，其一極極距 等于或小于轉(zhuǎn)子永久磁極10 -極極距且在空間位置上互為90°電角度。
[0029] 不僅僅磁敏位置傳感器能夠確定轉(zhuǎn)子位置，光敏位置傳感器、或利用定子每相線 圈上的電感量大小同樣可以確定轉(zhuǎn)子的位置。
[0030] A相磁敏位置傳感器控制A相繞組1，B相磁敏位置傳感器控制B相繞組2, C相磁 敏位置傳感器控制C相繞組3。
[0031] 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，永久磁極N極和S極輪流通過(guò)霍爾位置傳感器HI、H2、H3,因 而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子位置的三個(gè)正的和三個(gè)負(fù)的霍爾電勢(shì)，經(jīng)放大后控制場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，使三 相定子繞組輪流切換電流。
[0032] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子可以為內(nèi)定子或外定子。
[0033] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子外形可以為方形或圓形。
[0034] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子可以為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
[0035] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子可以為直線電機(jī)。
[0036] 所述的直線電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可以看成是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦 定子按徑向剖開(kāi)并展成平面而成。
[0037] 在所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子中，齒4、齒5、齒4三齒組成一極，三 齒機(jī)械極弧面呈正弦規(guī)律分布狀，極弧面氣隙亦呈正弦規(guī)律分布狀，線圈通電時(shí)所產(chǎn)生的 氣隙磁勢(shì)波形亦接近于正弦波形。增大齒5齒身、縮小齒4齒身寬度，使極距變短，但一極 總的鐵芯磁密不變，極距變短，線圈就越小，定子線圈端部長(zhǎng)度變短，線圈電阻小、損耗就減 少；由于組成一極的齒數(shù)僅僅三齒，從電機(jī)整體來(lái)看，定子槽齒數(shù)越少，齒槽諧波量越少，損 耗將進(jìn)一步降低。
[0038] 在所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子中，齒5為主齒，齒4為輔齒并為相與 相磁極共有。利用齒4是相與相磁極之間共有的特點(diǎn)，具有相與相極磁場(chǎng)融合交接的作用。 由于采用齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成一極，極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀，使得 在線圈通電中所產(chǎn)生的磁勢(shì)波形更接近于正弦，產(chǎn)生相似于圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的效果。
[0039] 采用本技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于：①每相每極以齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成且 極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀，具有良好的正弦波磁勢(shì)波形，利用齒4是相與相磁極之間 共有的特點(diǎn)，產(chǎn)生相似于圓形磁場(chǎng)的效果，具有相與相磁場(chǎng)融合交接的作用?？朔藷o(wú)刷直 流電機(jī)或永磁同步電機(jī)兩種不足，是集兩種優(yōu)點(diǎn)的于一體的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)。②線 圈嵌線簡(jiǎn)單，可以用嵌線機(jī)整體嵌入，減少人工操作強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子的定子、轉(zhuǎn)子展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖1A是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子四極實(shí)施例示意圖。
[0042] 圖1Β是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子、轉(zhuǎn)子四極實(shí)施例示意圖。
[0043] 圖2是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子三相Η橋驅(qū)動(dòng)器電子換相主電路。
[0044] 圖3是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子的電機(jī)總裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖4是一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子的定轉(zhuǎn)子交叉斜槽展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046] 圖中：1是Α相繞組、2是Β相繞組、3是C相繞組、4是齒、5是齒、6是Α相槽、7是 B相槽、8是C相槽、9是定子、10是轉(zhuǎn)子永久磁極、11是A相鐵芯磁極、12是轉(zhuǎn)子位置永久 磁極、13是支架、14是氣隙、15是間距、22是B相鐵芯磁極、33是C相鐵芯磁極。 具體實(shí)施例
[0047] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0048] 請(qǐng)參考圖3,一種三相無(wú)刷直流電機(jī)電機(jī)及正弦定子，包括定子9、轉(zhuǎn)子永久磁極 10等。其中，有霍爾位置傳感器安裝于定子9機(jī)殼的一側(cè)旁與轉(zhuǎn)子位置永久磁極12組成三 相電子換相電路中的信號(hào)采樣部分。
[0049] 請(qǐng)參考圖1A，一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)及正弦定子四極模型，有二十四齒二十四槽， 材料是高導(dǎo)磁矽鋼片或硅鋼片。
[0050] 二十四槽分為八條A相槽6、八條B相槽7、八條C相槽8且槽面積相等，槽中分別 嵌有A相繞組1、B相繞組2、C相繞組3。
[0051] 二十四齒均分為十二個(gè)齒5、十二個(gè)齒4按圓周狀交替間隔排列，齒5齒身與齒4 齒身軸中性線之間的圓弧距離相等，齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。
[0052] 本例中，以齒5齒身寬度為7mm、齒4齒身寬度為2. 6mm設(shè)計(jì)。
[0053] 所述的定子9繞組鐵芯磁極與轉(zhuǎn)子永久磁極10之間極弧面氣隙14為非均勻氣 隙，是相似于按正弦規(guī)律變化的氣隙。其中，定子9中的齒5弧面是按正弦規(guī)律變化的機(jī)械 形狀弧面，齒5弧面氣隙為中間氣隙小、兩端氣隙大的正弦漸變氣隙，S卩：以齒5齒身軸中性 線為分界線沿齒5弧面向左右兩端按正弦規(guī)律逐漸將氣隙變大，齒4弧面氣隙為均勻氣隙 且稍大于齒5弧面兩端氣隙。
[0054] 單個(gè)線圈的嵌法是極距一跨四包繞著齒4、齒5、齒4三齒為一極。
[0055] A相繞組1嵌在八個(gè)A相槽6里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成四個(gè)A相鐵芯磁極 11與相鄰的B相繞組2嵌在八個(gè)B相槽7里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成四個(gè)B相鐵芯 磁極22與相鄰的C相繞組3嵌在八個(gè)C相槽8里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成四個(gè)C相 鐵芯磁極33在空間位置上互為120°電角度。
[0056] 四個(gè)A相鐵芯磁極11、四個(gè)B相鐵芯磁極22、四個(gè)C相鐵芯磁極33極弧面分別由 齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成且極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀。
[0057] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)的構(gòu)成可以有若干不同的定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)。
[0058] 下表列出了幾種定子槽數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0059] 歪字齒槽數(shù) |6 |12 |18 |24 |30 |36 |42 |4T 極數(shù) |2 |4 |6 |8 |l0 |l2 |l4 |ii~
[0060] 不僅僅只有上述這些對(duì)應(yīng)關(guān)系，還可以按照定子槽數(shù)是轉(zhuǎn)子極數(shù)三倍的比例繼續(xù) 延伸定子與轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0061] 所述的定子9鐵芯槽口寬度為2mm至3mm。
[0062] 所述的定子其中每一相采用庶極式繞組，分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方法連接成N/N/ N/N或S/S/S/S四個(gè)同性磁極。比如，四個(gè)A相鐵芯磁極11的極性都是N/N/N/N或S/S/S/ S極性一致的同性磁極，其余二相依次類推。
[0063] 請(qǐng)參考圖3,所述的定子9機(jī)殼上按有支架13,支架13上設(shè)三個(gè)霍爾元件H1、H2、 H3,與三相霍爾元件徑向所對(duì)應(yīng)的是轉(zhuǎn)子位置永久磁極12。
[0064] 所述的霍爾元件HI、H2、H3三者的軸中性線相隔機(jī)械角互為30°，與相隔機(jī)械角 互為30°的A相鐵芯磁極11、B相鐵芯磁極22、C相鐵芯磁極33軸中性線方位一致。
[0065] 所述的轉(zhuǎn)子位置永久磁極12與轉(zhuǎn)子永久磁極10同軸且極對(duì)數(shù)相等，其一極極距 等于或小于轉(zhuǎn)子永久磁極10 -極極距且在空間位置上互為90°電角度。請(qǐng)參考圖1B。
[0066] 所述的轉(zhuǎn)子永久磁極10 -極極距為（1?0. 8) X π D/P。D為轉(zhuǎn)子圓直徑，P為轉(zhuǎn) 子極數(shù)。
[0067] 所述的轉(zhuǎn)子永久磁極10為圓形弧面，磁極為平行充磁或徑向充磁，形狀為瓦形， 粘在轉(zhuǎn)子鐵芯上。
[0068] 為了降低齒槽力矩，常用兩種方法，定子9齒槽斜形或轉(zhuǎn)子永久磁極10斜極。
[0069] 請(qǐng)參考圖4,另一種方法是，所述的定子9齒槽與轉(zhuǎn)子10永久磁體為斜形，呈交叉 形狀且斜槽度相等。設(shè)當(dāng)轉(zhuǎn)子永久磁極10 -端的一極極弧面旋轉(zhuǎn)至與定子9 一極極弧面 兩銳角點(diǎn)相交時(shí)，另一端兩極弧面之間的最大間距15為二倍以上的槽口寬度。這個(gè)作為定 轉(zhuǎn)子斜槽度的參考。另外亦要權(quán)衡定轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)度對(duì)斜槽度的影響，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其斜槽度越 小，反之越大。
[0070] 請(qǐng)參考圖2,所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子采用三相Η橋驅(qū)動(dòng)器閉環(huán) 或開(kāi)環(huán)電子換相電路裝置控制。
[0071] Α相磁敏位置傳感器控制Α相繞組1，Β相磁敏位置傳感器控制Β相繞組2, C相磁 敏位置傳感器控制C相繞組3。
[0072] 這里所述的以齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成一極與以齒4、齒5、齒4三齒 排列組成一極是指同一概念。
[0073] 所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子應(yīng)用廣泛，通用性較強(qiáng)，可用于工業(yè)、國(guó) 防等自動(dòng)化控制領(lǐng)域，如伺服電機(jī)，電動(dòng)車電機(jī)，各種風(fēng)機(jī)等等。
[0074] 需要說(shuō)明的是：各種極數(shù)不同的電機(jī)有其工作的最佳點(diǎn)。
[〇〇75] 需要說(shuō)明的是：本所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選項(xiàng)目，但發(fā)明并不僅限于實(shí)施例，任 何在實(shí)質(zhì)內(nèi)容下的改進(jìn)、替換或變換均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，包括三相互為120°電角的定子鐵芯繞組、永 磁轉(zhuǎn)子及其位置傳感器等電子換相裝置，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干對(duì)平行充磁 或徑向充磁的N/S轉(zhuǎn)子永久磁極（10)和轉(zhuǎn)子位置永久磁極12,所述的定子（9)有若干個(gè) 齒（5)與齒⑷按圓周狀交替間隔排列且齒（5)齒身與齒（4)齒身軸中性線之間的圓弧距 離相等，若干條相等的槽伴生于齒（5)與齒（4)之間且在均等的槽里嵌有三相繞組，每相繞 組分別連接成若干N/N或S/S極同性磁極并在磁極鐵芯上設(shè)有三相位置傳感器，每相繞組 中的每極鐵芯分別由齒（4)、齒（5)、齒（4)三齒排列組成且極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀， 其中，每相繞組極數(shù)是轉(zhuǎn)子永久磁極（10)極數(shù)的二分之一或定子（9)槽數(shù)是轉(zhuǎn)子永久磁極 (10)極數(shù)的f倍，即：定子槽齒數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)有下列對(duì)應(yīng)關(guān)系， 定子齒槽數(shù)~|6 |12 |18 |24 |30 |36 |42 |48~ 轉(zhuǎn)子極數(shù) 2 4 6 8 10 12 14 16~
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述的三 相繞組為A相繞組（1)嵌在A相槽（6)里包繞著齒（4)、齒（5)、齒（4)三齒組成A相鐵芯 磁極（11)與相鄰的B相繞組（2)嵌在B相槽（7)里包繞著齒（4)、齒（5)、齒（4)三齒組成 B相鐵芯磁極（22)與相鄰的C相繞組（3)嵌在C相槽（8)里包繞著齒（4)、齒（5)、齒（4) 三齒組成C相鐵芯磁極（33)在空間上互為120°電角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述 的齒5弧面是按正弦規(guī)律變化的機(jī)械形狀弧面，齒（5)弧面氣隙為中間氣隙小兩端氣隙大 的正弦漸變氣隙，齒（4)弧面氣隙為均勻氣隙且稍大于齒（5)弧面兩端氣隙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于： 所述的齒（5)齒身寬度是齒（4)齒身寬度的二倍或二倍以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述的轉(zhuǎn) 子永久磁極（10) -極極距為（1?0. 8) X π D/P。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述的轉(zhuǎn) 子位置永久磁極12與轉(zhuǎn)子永久磁極10同軸且極對(duì)數(shù)相等，其一極極距等于或小于轉(zhuǎn)子永 久磁極10 -極極距且在空間位置上互為90°電角度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述的定 子（9)齒槽與轉(zhuǎn)子永久磁極（10)為斜形，呈交叉形狀且斜槽度相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述 的三相繞組為庶極式繞組，每相繞組分別連接成極性一致的同性磁極，即：若干N/N極或若 干S/S極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相無(wú)刷直流電機(jī)及正弦定子，其特征在于：所述的三 相位置傳感器為霍爾位置傳感器HI、H2、H3,在空間位置上互為120°電角度，其霍爾位置 傳感器H1、H2、H3軸中性線與空間位置互為120°電角度的A相鐵芯磁極（11)、B相鐵芯磁 極（22)、C相鐵芯磁極（33)的軸中性線方位一致。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK104092345SQ201410326325
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】顧明 申請(qǐng)人:顧明