一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定 子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 低速近極槽永磁力矩電機(jī)是指運(yùn)行在經(jīng)常運(yùn)行低速狀態(tài)下，極數(shù)和槽數(shù)較為接近 的力矩電機(jī)。該類電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率密度高、繞組端部短、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低等突出 優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)裝備自動(dòng)化機(jī)器人、多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床等直接驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。因?yàn)樗?應(yīng)用的環(huán)境需要電機(jī)在低速狀態(tài)下運(yùn)行，所W電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)需要增加極數(shù)，近極槽永磁力矩 電機(jī)采用分?jǐn)?shù)槽繞組分布的形式，有效地解決了傳統(tǒng)整數(shù)槽電機(jī)設(shè)計(jì)中極數(shù)增加但槽數(shù)有 限的矛盾。目前，近極槽永磁力矩電機(jī)的研究主要集中在電機(jī)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化設(shè)計(jì)上，希望電機(jī) 能在有限的體積下輸出更高的轉(zhuǎn)矩，換言之，使其具有更高的轉(zhuǎn)矩密度，又希望電機(jī)能具有 較低的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，W保證驅(qū)動(dòng)對(duì)象運(yùn)行的平穩(wěn)性。然而，傳統(tǒng)的該種電機(jī)通常采用無(wú)取向娃 鋼片制成，從材料自身的導(dǎo)磁特性角度而言，限制了其轉(zhuǎn)矩性能的進(jìn)一步提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)的瓶頸問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼 裝定子結(jié)構(gòu)，W達(dá)到提高定子齒部磁通密度和氣隙磁通密度，抑制電機(jī)的齒頂漏磁，減小電 機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的。
[0004] 一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，該定子結(jié)構(gòu)應(yīng)用于近極槽永磁電 機(jī)，包括多個(gè)有取向娃鋼片單齒結(jié)構(gòu)，所述的單齒結(jié)構(gòu)設(shè)置于機(jī)座上，并沿圓周方向排布， 單齒結(jié)構(gòu)的輛部一側(cè)設(shè)置有突起，另一側(cè)設(shè)置有凹槽，相鄰單齒結(jié)構(gòu)通過(guò)拼裝固定連接。
[0005] 所述的單齒結(jié)構(gòu)的軸制方向?yàn)槎ㄗ咏Y(jié)構(gòu)徑向方向。
[0006] 所述的單齒結(jié)構(gòu)上設(shè)置有電樞繞組。
[0007] 所述的單齒結(jié)構(gòu)由單齒沖片沿軸向方向疊壓形成。
[000引本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)；
[0009] 本實(shí)用新型一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，有取向娃鋼片軸制方 向與電機(jī)定子徑向重合，使定子磁力線方向與有取向娃鋼片的軸制方向（高導(dǎo)磁性能方 向）相一致；利用有取向娃鋼片軸制方向?qū)Т判阅芎玫奶攸c(diǎn)，可將飽和工作點(diǎn)提高，使定子 電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)增大，從而提高定子齒部磁通密度和氣隙磁通密度，達(dá)到提高電機(jī)單位 體積下的轉(zhuǎn)矩密度的目的；采用了單齒成型集中繞組的結(jié)構(gòu)，有效提高槽滿率，進(jìn)一步增大 轉(zhuǎn)矩密度；同時(shí)有取向娃鋼片垂直于軸制方向?qū)Т怕实?，又更好地抑制了電機(jī)的齒頂漏磁， 因而減小了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的外轉(zhuǎn)子近極槽永磁環(huán)形力矩電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的單齒拼裝結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖（a)為定子結(jié)構(gòu)，圖化） 為單齒結(jié)構(gòu)；
[0012] 圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的取向和無(wú)取向娃鋼片電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形圖；
[0013] 圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的兩種娃鋼片電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)傅里葉分解示意圖，其中， 圖（a)為有取向娃鋼片電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)傅里葉分解示意圖，圖化）無(wú)取向娃鋼片電機(jī)轉(zhuǎn)矩波 動(dòng)傅里葉分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015] 如圖1所示，為外轉(zhuǎn)子近極槽永磁環(huán)形力矩電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；本實(shí)用新型采用近 極槽永磁力矩電機(jī)，該電機(jī)的極數(shù)與槽數(shù)接近，每極每相槽數(shù)約等于1，主磁通從一個(gè)磁極 出發(fā)，通過(guò)氣隙進(jìn)入臨近的定子齒，然后經(jīng)定子輛部繞過(guò)定子繞組，再通過(guò)兩側(cè)相鄰的齒回 到與原磁極相鄰的兩個(gè)異向充磁的磁極；因此，較傳統(tǒng)整數(shù)槽電機(jī)相比，該電機(jī)磁路W齒部 徑向磁路為主，磁密高磁路長(zhǎng)，輛部切向磁路短且磁密低。而且，如果按照輛部磁密膝點(diǎn)飽 和來(lái)設(shè)計(jì)輛部的厚度，則輛部的機(jī)械強(qiáng)度不夠，因此還需加大輛部厚度；經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算可 知，該種電機(jī)的輛部磁通密度只能達(dá)到齒磁密最大值的=分之一，該一特性為有取向娃鋼 片的應(yīng)用提供了條件。
[0016] 有取向娃鋼片的特性是，有取向娃鋼片軸制方向磁密可達(dá)2. 0T，垂直軸制方向磁 密約為1. 4T，而無(wú)取向冷軸娃鋼片磁密為1. 6T，考慮娃鋼片的飽和特性可知，在高磁感應(yīng) 強(qiáng)度下，提高磁密需成倍增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，因此，在無(wú)取向娃鋼片制造的電機(jī)中，不能單純用 增大電流的方法來(lái)增加轉(zhuǎn)矩密度。
[0017] 基于W上特點(diǎn)，本實(shí)用新型提出采用有取向娃鋼片制作近極槽永磁同步電機(jī)定子 鐵屯、；
[0018] 單齒拼裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其中，1為轉(zhuǎn)子輛部，2為轉(zhuǎn)子磁極，3為有取向娃 鋼片單齒結(jié)構(gòu)，4為定子電樞繞組。
[0019] 在本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用W單齒分片成型工藝，W有取向娃鋼片為加工材料。 如圖2中圖（a)所示，定子結(jié)構(gòu)包括多個(gè)有取向娃鋼片單齒結(jié)構(gòu)3,有取向娃鋼片單齒結(jié)構(gòu) 3包括齒頂、齒部和輛部；單齒沿圓周方向W中屯、放射形排列的拼裝式定子結(jié)構(gòu)，有取向娃 鋼片單齒結(jié)構(gòu)3的輛部一側(cè)設(shè)置有突起，另一側(cè)設(shè)置有凹槽，相鄰單齒結(jié)構(gòu)通過(guò)拼裝固定 連接；
[0020] 如圖2中圖化）所示，所述的有取向娃鋼片軸制方向與電機(jī)定子徑向重合，使定子 磁力線方向與娃鋼片高導(dǎo)磁性能方向相一致；利用有取向娃鋼片軸制方向?qū)Т判阅芎玫奶?點(diǎn)，可將飽和工作點(diǎn)提高，使定子電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)增大，從而提高定子齒部磁通密度和氣 隙磁通密度，電機(jī)單位體積下的轉(zhuǎn)矩密度和平均轉(zhuǎn)矩相應(yīng)得到提高。
[002U如圖2中圖（a)所示，所述的單齒結(jié)構(gòu)上設(shè)置有定子電樞繞組4 ;定子電樞繞組4 先纏繞在單齒結(jié)構(gòu)上，然后進(jìn)行插接；
[0022] 由于低速近極槽電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù)很接近，每個(gè)槽幾乎對(duì)應(yīng)一個(gè)極，低速又需要 采用多極結(jié)構(gòu)，所W該類電機(jī)的齒磁密要很大程度地高于輛部磁密，而且輛部往往為了滿 足機(jī)械強(qiáng)度的要求而加大尺寸，該些因素滿足了有取向娃鋼片的使用條件，在實(shí)際應(yīng)用中， 應(yīng)注意軸制方向。
[0023] W96槽80極電機(jī)為例，分析有取向娃鋼片與傳統(tǒng)無(wú)取向娃鋼片在電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能 上表現(xiàn)出的差異；電機(jī)均采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子內(nèi)圓面安裝表貼式永磁體磁極。磁極材料為 欽鐵棚；定子分別采用有取向娃鋼片和無(wú)取向娃鋼片材料，但尺寸上保持一致，輸入正弦波 電流有效值均為13A。
[0024] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，電機(jī)具體尺寸見(jiàn)表1 ;
[00巧]表1
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，該定子結(jié)構(gòu)應(yīng)用于近 極槽永磁電機(jī)，包括多個(gè)有取向硅鋼片單齒結(jié)構(gòu)，所述的單齒結(jié)構(gòu)設(shè)置于機(jī)座上，并沿圓周 方向排布，單齒結(jié)構(gòu)的軛部一側(cè)設(shè)置有突起，另一側(cè)設(shè)置有凹槽，相鄰單齒結(jié)構(gòu)通過(guò)拼裝固 定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述的單齒結(jié)構(gòu)的軋制方向?yàn)槎ㄗ咏Y(jié)構(gòu)徑向方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述的單齒結(jié)構(gòu)上設(shè)置有電樞繞組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述的單齒結(jié)構(gòu)由單齒沖片沿軸向方向疊壓形成。
【專利摘要】本實(shí)用新型一種低速近極槽永磁電機(jī)的單齒拼裝定子結(jié)構(gòu)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，有取向硅鋼片軋制方向與電機(jī)定子徑向重合，使定子磁力線方向與有取向硅鋼片的軋制方向(高導(dǎo)磁性能方向)相一致；利用有取向硅鋼片軋制方向?qū)Т判阅芎玫奶攸c(diǎn)，可將飽和工作點(diǎn)提高，使定子電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)增大，從而提高定子齒部磁通密度和氣隙磁通密度，達(dá)到提高電機(jī)單位體積下的轉(zhuǎn)矩密度的目的；采用了單齒成型集中繞組的結(jié)構(gòu)，有效提高槽滿率，進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩密度；同時(shí)有取向硅鋼片垂直于軋制方向?qū)Т怕实?，又更好地抑制了電機(jī)的齒頂漏磁，因而減小了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
【IPC分類】H02K1-12
【公開號(hào)】CN204408034
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520090876
【發(fā)明人】董婷, 梁瑞, 華瑩
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日