一種三相（6/5）k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種三相￠/5) k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]雙凸極電機(jī)是近幾年發(fā)展起來的一種新型特種電機(jī)，雙凸極電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下不需要功率變換器的參與，控制更為方便，因此雙凸極電機(jī)在航空航天、船舶工業(yè)、綠色能源等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)有的雙凸極電機(jī)，其定、轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，定子電樞繞組為集中式繞組，其中，電勵(lì)磁雙凸極結(jié)構(gòu)中，勵(lì)磁繞組也是集中式繞組，安在定子槽內(nèi)，空間相對的定子齒上的繞組串聯(lián)構(gòu)成一相，轉(zhuǎn)子上無繞組，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，適合高速運(yùn)行和惡劣的工作環(huán)境。但是，現(xiàn)有的雙凸極電機(jī)輸出的電壓中含有大量諧波，因此穩(wěn)定性較差，不適用于對輸出平穩(wěn)性有著較高要求的精密工業(yè)領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種三相(6/5) k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，其輸出電壓具有較高的平穩(wěn)性。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括:定子2、轉(zhuǎn)子4、勵(lì)磁繞組I和電樞繞組3，定子2和轉(zhuǎn)子4均為凸極齒結(jié)構(gòu)，其特征在于:定子極數(shù)目為6k，轉(zhuǎn)子極數(shù)目為5k，其中，k =1,2,3...;定子2的每個(gè)凹槽內(nèi)都分布有相同的勵(lì)磁繞組1，各勵(lì)磁繞組I串聯(lián)連接，相鄰兩個(gè)凹槽內(nèi)的勵(lì)磁繞組I極性相反；定子極按照數(shù)目均勻分為六組，位置上相對于定子2圓心對稱的兩組定子極為一相；定子2的每個(gè)定子極上均繞有線圈，構(gòu)成一相的定子極上的線圈串聯(lián)形成一組電樞繞組3。
[0005]具體的，所述定子2的定子極距為定子極弧長度的2倍，所述轉(zhuǎn)子4的極弧長度等于或者大于定子極弧長度。
[0006]具體的，所述定子3和轉(zhuǎn)子4均為硅鋼片沖壓而成。
[0007]具體的，所述勵(lì)磁繞組I和電樞繞組3均為集中式繞組。
[0008]有益效果:本發(fā)明相對于現(xiàn)有雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、本發(fā)明提出的三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)中定子的每個(gè)定子槽都有相同的勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁磁通的均勻分布，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，任意時(shí)刻轉(zhuǎn)子極與定子極重合部分相等，在忽略漏磁通的情況下，任意時(shí)刻鉸鏈的磁勢接近正弦，當(dāng)通入與磁勢相同相位的電樞電流，就能使得輸出轉(zhuǎn)矩變大，功率密度變高，同時(shí)脈動(dòng)非常小，具有高穩(wěn)定性；
[0010]2、本發(fā)明的定子極和轉(zhuǎn)子極數(shù)目可以隨k的取值不同而靈活變動(dòng)，適用于不同功率、轉(zhuǎn)速的場合。
【附圖說明】
[0011]圖1為k取值為I時(shí)本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中三相6/4雙凸極電機(jī)磁路示意圖；
[0014]圖4為實(shí)施例的磁鏈波形圖；
[0015]圖5為實(shí)施例的輸出電壓波形圖；
[0016]圖6為實(shí)施例輸出轉(zhuǎn)矩仿真圖；
[0017]圖7為現(xiàn)有技術(shù)中三相6/4雙凸極電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩仿真圖。
[0018]圖中:1、勵(lì)磁繞組，2、定子，3、電樞繞組，4、轉(zhuǎn)子，5、電樞繞組A的磁鏈波形，6、電樞繞組B的磁鏈波形，7、電樞繞組C的磁鏈波形。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0020]本發(fā)明提出的一種三相(6/5) k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括:定子2、轉(zhuǎn)子4、勵(lì)磁繞組I和電樞繞組3，定子2和轉(zhuǎn)子4均為凸極齒結(jié)構(gòu)，其特征在于:定子極數(shù)目為6k，轉(zhuǎn)子極數(shù)目為5k，其中，k = 1，2，3...;定子2的每個(gè)凹槽內(nèi)都分布有相同的勵(lì)磁繞組I，各勵(lì)磁繞組I串聯(lián)連接，相鄰兩個(gè)凹槽內(nèi)的勵(lì)磁繞組I極性相反；定子極按照數(shù)目均勻分為六組，位置上相對于定子2圓心對稱的兩組定子極為一相；定子2的每個(gè)定子極上均繞有線圈，構(gòu)成一相的定子極上的線圈串聯(lián)形成一組電樞繞組3。
[0021]本發(fā)明的定子極和轉(zhuǎn)子極數(shù)目可以隨k的取值不同而靈活變動(dòng)，從而適用于不同功率、轉(zhuǎn)速的需求，每一個(gè)定子齒槽內(nèi)都有勵(lì)磁繞組，每相的磁通路徑是相同的，其磁鏈和反電動(dòng)勢波形對稱，可以消除多次諧波，得到正弦的磁鏈和反電動(dòng)勢波形，大幅度降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提升轉(zhuǎn)矩密度。
[0022]實(shí)施例:如圖1所示為k取值為I時(shí)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，定子極數(shù)目為6，分別為Al、A2、B1、B2、Cl、C2，轉(zhuǎn)子極數(shù)目為5 ;定子2的6個(gè)凹槽內(nèi)都分布有相同的勵(lì)磁繞組1，各勵(lì)磁繞組I串聯(lián)連接，相鄰兩個(gè)凹槽內(nèi)的勵(lì)磁繞組I極性相反；定子2的每個(gè)定子極上均繞有線圈，A1、A2上所繞的線圈串聯(lián)作為電樞繞組A，B1、B2上所繞的線圈串聯(lián)作為電樞繞組B，C1、C2上所繞的線圈串聯(lián)作為電樞繞組C，每個(gè)電樞繞組3對應(yīng)的定子極構(gòu)成一相，即Al、A2為一相，B1、B2為一相，Cl、C2為一相。
[0023]上述實(shí)施例的磁鏈波形如圖4所示，圖中，曲線5為電樞繞組A的磁鏈波形，曲線6為電樞繞組B的磁鏈波形，曲線7為電樞繞組C的磁鏈波形。該實(shí)施例的輸出電壓波形如圖5所示。
[0024]圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括6個(gè)定子極和4個(gè)轉(zhuǎn)子極，關(guān)于定子圓心中心對稱的2個(gè)定子齒上的線圈串聯(lián)構(gòu)成一相電樞繞組，勵(lì)磁繞組只有一對，所述三相6/4雙凸極電極結(jié)構(gòu)有A-A、B-B, C-C三相電樞繞組，轉(zhuǎn)子有6個(gè)凸極齒，每個(gè)凸極齒上均無任何繞組，定子齒寬和轉(zhuǎn)子齒寬相等。
[0025]本發(fā)明與三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)相比，三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)不是每個(gè)定子槽都有勵(lì)磁繞組，而本發(fā)明提出的三相￠/5) k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)每個(gè)定子槽都有勵(lì)磁繞組。其不同而引起的區(qū)別是，三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)在不同階段定子極和轉(zhuǎn)子極的重合面積不同，因此三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)在不同階段的磁通路徑是不同的，其磁通路徑呈軸對稱，其磁路示意圖如圖3所示；而三相^/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)因?yàn)槿我鈺r(shí)刻定子極和轉(zhuǎn)子極的重合面積相等，因此每個(gè)階段的磁通路徑都是相同的，其磁通路徑呈中心對稱。因而三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)的磁鏈相比三相6/4雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)更加對稱，其輸出諧波更小，輸出更加穩(wěn)定。
[0026]另一方面，轉(zhuǎn)子極數(shù)為偶數(shù)的雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，如雙凸極6/4電機(jī)結(jié)構(gòu)，由于定轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，齒槽轉(zhuǎn)矩較大，本實(shí)施例的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩仿真圖如圖6所示，現(xiàn)有技術(shù)中的三相6/4雙凸極電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩仿真圖如圖7所示。兩圖比較可知，奇數(shù)的轉(zhuǎn)子極數(shù)可以大大的減小電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明提出的三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)奇數(shù)的轉(zhuǎn)子極數(shù)結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁磁通回路以每個(gè)定子齒槽為一個(gè)回路，因而在每個(gè)定子槽內(nèi)放置勵(lì)磁線圈。其電樞匝鏈磁鏈呈雙極性變化，因而用標(biāo)準(zhǔn)的正弦波供電，可以提高電機(jī)磁的利用率和運(yùn)行效率。
[0027]作為優(yōu)選，本發(fā)明中的定子2和轉(zhuǎn)子4均由硅鋼片沖壓而成，定子2的定子極距為定子極弧長度的2倍，轉(zhuǎn)子4的極弧長度等于或者大于定子極弧長度，勵(lì)磁繞組I和電樞繞組3均為集中式繞組，這樣可以使得電機(jī)在任意位置時(shí)每相的定、轉(zhuǎn)子重疊角之和為常數(shù)，理論上可以使永磁體的工作點(diǎn)恒定，減小永磁電機(jī)的定位力矩。
[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括:定子(2)、轉(zhuǎn)子(4)、勵(lì)磁繞組(1)和電樞繞組(3)，定子(2)和轉(zhuǎn)子(4)均為凸極齒結(jié)構(gòu)，其特征在于:定子極數(shù)目為6k，轉(zhuǎn)子極數(shù)目為5k，其中，k= 1，2，3...;定子(2)的每個(gè)凹槽內(nèi)都分布有相同的勵(lì)磁繞組(1)，各勵(lì)磁繞組(1)串聯(lián)連接，相鄰兩個(gè)凹槽內(nèi)的勵(lì)磁繞組(1)極性相反；定子極按照數(shù)目均勻分為六組，位置上相對于定子(2)圓心對稱的兩組定子極為一相；定子(2)的每個(gè)定子極上均繞有線圈，構(gòu)成一相的定子極上的線圈串聯(lián)形成一組電樞繞組(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相^/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定子(2)的定子極距為定子極弧長度的2倍，所述轉(zhuǎn)子(4)的極弧長度等于或者大于定子極弧長度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相^/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定子(3)和轉(zhuǎn)子(4)均為硅鋼片沖壓而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相￠/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述勵(lì)磁繞組⑴和電樞繞組(3)均為集中式繞組。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種三相(6/5)k雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，其中k為正整數(shù)，定轉(zhuǎn)子均為凸極齒結(jié)構(gòu)，由硅鋼片沖壓而成，定子極數(shù)目為6k，轉(zhuǎn)子極數(shù)目為5k，定子極距為定子極弧長的2倍；轉(zhuǎn)子極弧長等于或者略大于定子極弧長。該電機(jī)的特點(diǎn)是，每一個(gè)定子齒槽內(nèi)都有勵(lì)磁繞組，每相的磁通路徑是相同的，其磁鏈和反電動(dòng)勢波形對稱，可以消除多次諧波，得到正弦的磁鏈和反電動(dòng)勢波形，大幅度降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提升轉(zhuǎn)矩密度。該電機(jī)結(jié)構(gòu)新穎，性能可靠，控制簡單，適合用于中小功率對于輸出要求較高的發(fā)電或電動(dòng)場合。
【IPC分類】H02K29/03, H02K19/12
【公開號】CN105305753
【申請?zhí)枴緾N201510742817
【發(fā)明人】侯麗鋼, 孟小利, 劉建明, 周倩云, 杜幼芝, 丁立偉
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月4日