CN103001365A - 双层分数槽永磁同步电机绕组结构 - Google Patents
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Abstract
一种双层分数槽永磁同步电机绕组结构，在定子铁芯中设置有双层结构绕组，双层结构绕组是分数槽分布绕组，每对极形成每相两条支路，每条支路至少由一个第一元件和一个第二元件组成，第一元件和所述的第二元件的绕线方向相反，第一元件的跨距为3槽距，第二元件的跨距为4槽距，第一元件的匝数为第二元件的匝数的一半，第一元件与其余相绕组共槽，第二元件与第一元件相隔1槽距。本发明可实现分数槽分布绕组的自动下线，并方便相间绝缘的添加，具有反电势波形好、齿槽力矩小、端部匀用铜少、功率密度高的优点；相对常规分数槽同心式分数槽绕组，端部尺寸小、用铜少、磁路均匀、噪音小，因此特别适合于批产工艺性要求较高的高性能高压交流电机绕组。
Description
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及三相交流电机，特别是一种双层分数槽永磁同步电机绕组结构。
背景技术
现有技术中，批量生产的三相交流电机一般采用单层绕组或同心式双层绕组。其中同心式双层绕组总存在长距绕组，每相绕组对所有磁极激磁的耦合比例较小，电机的端部尺寸大、用铜多，制造成本及材料成本高等缺点；而单层绕组电机抑制谐波的能力较弱，电机的反电势的波形系数小，谐波损耗和力矩波动大，电机齿数多，电磁耦合不均匀，电磁噪音明显等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双层分数槽永磁同步电机绕组结构，所述的这种双层分数槽永磁同步电机绕组结构要解决现有技术中三相交流电机绕组电磁耦合不均匀、电磁噪音明显、料成本高、抑制谐波能力弱、反电势波形系数小、谐波损耗和力矩波动大、运行不平稳的技术问题。
本发明的这种双层分数槽永磁同步电机绕组结构，包括定子铁芯中设置有双层结构绕组，所述的双层结构绕组是分数槽分布绕组，其中，每对极形成每相两条支路，每条支路至少由一个第一元件和一个第二元件组成，所述的第一元件和所述的第二元件的绕线方向相反，第一元件的跨距为3槽距，第二元件的跨距为4槽距，第一元件的匝数为第二元件的匝数的一半，第一元件与其余相绕组共槽，第二元件与第一元件相隔1槽距。
进一步的，所述的第二元件单独设置在径向铁芯槽中。
进一步的，所述绕组所有线圈元件数为对应定子冲片槽数的2/3。
本发明的工作原理是：双层绕组中，同相的所有元件产生的反电势方向相同，三相绕组对称分布，实现电机定转子的合理电磁耦合；不同跨距的短距绕组产生了同心式绕组的磁链效果，第二元件的跨距比常规分数槽同心式绕组中的外圈元件短1个槽距，不仅节省了端部用铜，且相对常规分数槽同心式绕组提高了电机抑制谐波的能力；电机槽数不是极对数的整数倍，电机的齿槽为常规整数槽层绕组的四份之一，运行更为平稳；在下线过程中，先用绕线机分别绕制三相绕组的所有线圈元件，后用三相下线机上将三相绕组的所有线圈元件分相依次拉入电枢槽内，下线效率和常规单程绕组电机的下线效率相近。
本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明将双层结构的三相绕组对称分布，能满足电机定转子的合理电磁耦合，确保每相绕组对所有磁极激磁的耦合。不同跨距的短距绕组产生了同心式绕组的磁链效果，第二元件的跨距比常规分数槽同心式绕组中的外圈元件短1个槽距，不仅节省了端部用铜，且相对常规分数槽同心式绕组提高了电机抑制谐波的能力，相对常规整数槽绕组有效提高了电机反电势的波形系数，降低了电机的谐波损耗和力矩波动；电机槽数不是极对数的整数倍，电机的齿槽为常规整数槽层绕组的四份之一，运行更为平稳。本发明解决了现有技术中三相交流电机绕组电磁耦合不均匀、电磁噪音明显、料成本高、抑制谐波能力弱、反电势波形系数小、谐波损耗和力矩波动大、运行不平稳的技术问题。
附图说明
图1是本发明双层分数槽永磁同步电机绕组结构的展开示意图。
图2是本发明双层分数槽永磁同步电机绕组结构的径向示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，本发明双层分数槽永磁同步电机绕组结构，包括定子铁芯100，所述的定子铁芯100中设置有双层结构绕组，所述的双层结构绕组是分数槽分布绕组，在本实施例中，绕组的极对数为4，相位为A、B和C三相，绕组的元件数为36，元件的序号依次为1到36，其中，每对极形成每相两条支路，每条支路至少由2个元件组成，如元件1和元件2组成一条支路，元件1和元件2的绕线方向相反，元件1的跨距为3槽距，元件2的跨距为4槽距，元件1的匝数为元件2的匝数的一半，每相中的元件1均与其余相中的绕组共槽，元件1与元件2相隔1槽距。
进一步的，元件2单独设置在径向铁芯槽中。
进一步的，任意一个径向铁芯槽中均设置有两个元件边。
进一步的，定子冲片的齿数为36，所有绕组共有大、小24个元件。所述绕组所有线圈元件数为对应定子冲片槽数的2/3。
本实施例的工作原理是：双层绕组中，同相的所有元件产生的反电势方向相同，三相绕组对称分布，实现电机定转子的合理电磁耦合；不同跨距的短距绕组产生了同心式绕组的磁链效果，元件2的跨距比常规分数槽同心式绕组中的外圈元件短1个槽距，不仅节省了端部用铜，且相对常规分数槽同心式绕组提高了电机抑制谐波的能力；电机槽数不是极对数的整数倍，电机的齿槽为常规整数槽层绕组的四份之一，运行更为平稳；在下线过程中，先用绕线机分别绕制三相绕组的所有线圈元件，后用三相下线机上将三相所有线圈元件依次拉入电枢槽内，下线效率和常规单程绕组电机的下线效率相近。
Claims (3)
1.一种双层分数槽永磁同步电机绕组结构，所述的双层结构绕组是分数槽分布绕组，其特征在于：每对极形成每相两条支路，每条支路至少由一个第一元件和一个第二元件组成，所述的第一元件和所述的第二元件的绕线方向相反，第一元件的跨距为3槽距，第二元件的跨距为4槽距，第一元件的匝数为第二元件的匝数的一半，第一元件与其余相绕组共槽，第二元件与第一元件相隔1槽距。
2.如权利要求1所述的双层分数槽永磁同步电机绕组结构，其特征在于：所述的第二元件单独设置在径向铁芯槽中。
3.如权利要求1所述的双层分数槽永磁同步电机绕组结构，其特征在于：绕组所有线圈元件数为对应定子冲片槽数的2/3。
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