定子和轉子的組合結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動機領域，特別涉及一種定子和轉子的組合結構。
【背景技術】
[0002]永磁電動機主要包括具有由磁鋼構成的磁鋼磁極部的轉子、和由鐵芯以及電樞繞組構成的定子。
[0003]永磁電動機按照電樞繞組的繞制方式分為分數槽繞組和整數槽繞組兩種結構。具有分數槽繞組的永磁電動機大大的降低了絕緣支架所占的槽面積，從而能夠提高電樞繞組的實際槽滿率、降低繞組的電阻并提高電機的效率。
[0004]但是采用分數槽繞組的永磁電動機，電樞反應含有大量的高次諧波，會引起電機鐵耗的增加；而且分數槽繞組結構的永磁電動機，因為磁路的不對稱性，容易引起局部的磁飽和，引起電機振動和噪音的增加。
【實用新型內容】
[0005]為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種定子和轉子的組合結構。所述技術方案如下:
[0006]本實用新型實施例提供了一種定子和轉子的組合結構，包括定子和轉子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯上設有與所述轉子相對的繞線齒，且所述繞線齒均勻分布在所述定子鐵芯上，所述繞線齒上纏繞有電樞繞組；所述轉子包括轉子鐵芯和多塊磁鋼，在所述轉子鐵芯的周向上間隔均勻地設置有多個安裝槽，每個所述安裝槽內分別嵌設有一塊所述磁鋼，所述多塊磁鋼包括相鄰設置的第一磁鋼和第二磁鋼，所述第一磁鋼的穿過所述轉子的中心的對稱軸為D軸，所述第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過所述轉子的中心的對稱軸為Q軸，所述轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰所述繞線齒側壁之間距離為g，在所述Q軸到所述D軸的扇形范圍內，所述g沿所述Q軸到所述D軸的方向變小。
[0007]在本實用新型實施例的一種實現方式中，所述轉子端面的外輪廓線和所述Q軸的交點到相鄰的所述繞線齒側壁之間的距離為g2，所述轉子端面的外輪廓線和所述D軸的交點到相鄰的所述繞線齒側壁之間的距離為gl，1.5 < g2/gl ( 3.5。
[0008]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述轉子端面的外輪廓線由相間設置的圓弧段和內凹的V型段構成，且所述圓弧段和V型段平滑連接，所述D軸經過所述圓弧段的中心，所述Q軸經過所述V型段的中心。
[0009]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述圓弧段的半徑為R1，所述轉子的中心到所述圓弧段與所述D軸交點的距離為R2，所述Rl小于所述R2，且所述Rl大于O ;
[0010]所述圓弧段的角度為Θ 1，所述轉子的極對數為p，0.444彡Θ 1/(360 ° /P) ( 0.665，所述P為正整數。
[0011 ] 在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述繞線齒包括繞線部和連接在所述繞線部端部上的齒前部，所述齒前部端面的外側輪廓線由齒前弧線段和連接在所述齒前弧線段兩端的齒前直線段組成，所述外側輪廓線兩端點之間的距離為C，所述齒前直線段的長度為a，所述繞線部的寬度為b，(c-b)/2 ^ a ^ c/2，且所述a、b、c均大于0。
[0012]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，相鄰兩個所述繞線齒之間夾一定子槽，所述定子槽的底邊由定子槽弧線段和連接在所述定子槽弧線段兩端的定子槽直線段組成，所述定子槽直線段與所述繞線部的邊線垂直且所述定子槽直線段與所述邊線平滑過渡連接。
[0013]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述轉子鐵芯包括多片疊壓在一起的轉子沖片，所述定子鐵芯包括多片疊壓在一起的定子沖片。
[0014]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述安裝槽的長度大于所述磁鋼的長度，所述磁鋼設于所述安裝槽的中心，所述安裝槽的兩邊為非磁性區構成的隔磁橋，所述隔磁橋的寬度M是所述轉子沖片厚度的1.5-3倍。
[0015]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述繞線齒的數量與所述轉子極數的比為3:2。
[0016]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述磁鋼通過卡件卡設在所述安裝槽內。
[0017]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0018]本實用新型實施例提供的定子和轉子組合結構中，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯上設有與所述轉子相對的繞線齒，轉子包括轉子鐵芯和多塊磁鋼，多塊磁鋼包括相鄰的第一磁鋼和第二磁鋼，第一磁鋼的穿過轉子的中心的對稱軸為D軸，第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過轉子的中心的對稱軸為Q軸，轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內，g沿Q軸到D軸的方向變小。轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，可以有效的降低了電機的齒槽轉矩和運行時的轉矩脈動，同時有效的抑制通過定子齒尖磁通的急劇變化和飽和程度，減小徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機振動和噪音的產生。另外，轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，使得電機產生的反電動勢呈正弦波形，從而降低了電機的諧波電流，進而降低了電機的鐵耗。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型實施例提供的一種定子和轉子的組合結構的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1所提供的定子和轉子的組合結構的局部示意圖；
[0022]圖3是本實用新型實施例中的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，其齒槽轉矩隨機械角度變化示意圖；
[0023]圖4是本實用新型實施例的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，不同次數諧波對應的徑向電磁力分布示意圖；
[0024]圖5是本實用新型實施例的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，其反電動勢隨機械角度變化示意圖；
[0025]圖6是圖1所提供的定子和轉子的組合結構的局部示意圖；
[0026]圖7是圖1所提供的定子和轉子的組合結構中轉子的結構示意圖；
[0027]上述附圖中，各零部件的標號如下:
[0028]定子3，轉子5，定子鐵芯31，繞線齒32，電樞繞組33，轉子鐵芯51，磁鋼52，安裝槽53，第一磁鋼521，第二磁鋼522，外輪廓線50，繞線部321，齒前部322，定子槽34，圓弧段54，V型段55，邊線3211，底邊341，隔磁橋56，卡件57，轉軸58。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0030]圖1是本實用新型實施例提供的一種定子和轉子的組合結構的結構示意圖，參見圖1，該永磁電動機包括定子3和轉子5。
[0031]其中，定子3包括定子鐵芯31，定子鐵芯31上設有與轉子5相對的繞線齒32，且繞線齒32均勻分布在定子鐵芯31上，繞線齒32上纏繞有電樞繞組33。
[0032]轉子5包括轉子鐵芯51和多塊磁鋼52，在轉子鐵芯51的周向上間隔均勻地設置有多個安裝槽53，每個安裝槽53內分別嵌設有一塊磁鋼52。
[0033]參見圖2，多塊磁鋼52包括相鄰的第一磁鋼521和第二磁鋼522，第一磁鋼521的穿過轉子5的中心的對稱軸為D軸，第一磁鋼521和第二磁鋼522之間的穿過轉子5的中心的對稱軸為Q軸，轉子5端面的外輪廓線50上的點到相鄰繞線齒32側壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內，g沿Q軸到D軸的方向變小。其中，多塊磁鋼52為同樣的磁鋼，第一磁鋼521和第二磁鋼522可以為多塊磁鋼52中任意相鄰的兩塊。
[0034]具體地，轉子5端面的外輪廓線50上的點到相鄰繞線齒32側壁之間的距離可以是轉子5端面的外輪廓線50上的點與相鄰繞線齒32之間的最小距離。
[0035]本實用新型實施例提供的定子和轉子組合結構中，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯上設有與所述轉子相對的繞線齒，轉子包括轉子鐵芯和多塊磁鋼，多塊磁鋼包括相鄰的第一磁鋼和第二磁鋼，第一磁鋼的穿過轉子的中心的對稱軸為D軸，第一磁鋼和第二磁鋼之間的穿過轉子的中心的對稱軸為Q軸，轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離為g，在Q軸到D軸的扇形范圍內，g沿Q軸到D軸的方向變小。轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，可以有效的降低了電機的齒槽轉矩和運行時的轉矩脈動，同時有效的抑制通過定子齒尖磁通的急劇變化和飽和程度，減小徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機振動和噪音的產生。另外，轉子端面的外輪廓線上的點到相鄰繞線齒側壁之間距離，沿Q軸到D軸的方向變小，使得電機產生的反電動勢呈正弦波形，從而降低了電機的諧波電流，進而降低了電機的鐵耗。
[0036]圖3為本實用新型實施例中的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，其齒槽轉矩隨機械角度變化示意圖，其中實線代表采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機(也即圖中的本實用新型電機)，而虛線代表常規電機(也即圖中基準)。可見，采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機的齒槽轉矩優于常規電機(越靠近O越好)。
[0037]圖4是本實用新型實施例的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，不同次數諧波對應的徑向電磁力分布示意圖，其中陰影柱代表采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機，而空心柱代表常規電機。可見，采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機的徑向電磁力的幅值小于常規電機的徑向電磁力的幅值，從而有效的抑制了電機振動和噪音的產生。
[0038]圖5是本實用新型實施例的定子和轉子的組合結構運用在電機中時，其反電動勢隨機械角度變化示意圖，其中實線代表采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機，而虛線代表常規電機。可見，采用了本實用新型定子和轉子的組合結構的電機的反電動勢呈正弦波，