低互感电机的制作方法

1.本实用新型涉及一种电机，尤其是涉及一种低互感电机。


背景技术：

2.永磁同步电机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度。
3.现有的永磁同步电机结构如图1所示，其定子极采用对称极靴如图2所示，这种普通对称极靴结构电机的自感和互感曲线如图3所示，该电机的自感和互感普遍比较高，从而无法获得较高的转速和更快的电流响应。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低电机相间互感的低互感电机。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本实用新型的一个方面，提供了一种低互感电机，包括定子铁芯、转轴、磁钢和绕组，所述的磁钢装配在转轴上，所述的定子铁芯上设有定子主极，所述的绕组绕在定子主极上，所述的定子主极上定子极靴采用非对称结构。
7.作为优选的技术方案，相邻不同相所述定子主极间的槽口的宽度bs0增大，从而使定子主极上定子极靴变为非对称结构。
8.作为优选的技术方案，所述的槽口的宽度bs0的范围为0.4至1.4mm。
9.作为优选的技术方案，所述的槽口的宽度bs0优选为0.9mm。
10.作为优选的技术方案，相邻不同相所述定子极靴的厚度hs变薄。
11.作为优选的技术方案，所述的定子极靴的厚度hs的范围为0.4至1.4mm。
12.作为优选的技术方案，所述的定子极靴的厚度hs优选为0.9mm。
13.作为优选的技术方案，该电机为10极12槽电机。
14.作为优选的技术方案，该电机为8极9槽电机。
15.作为优选的技术方案，该电机为14极12槽电机。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.1)本实用新型采用不对称极靴的方式可以有效降低相间互感，用于一些特殊控制要求的场合。
18.2)本实用新型采用不对称极靴的方式可以降低电机线电感，降低电机自身感抗，可以提高电机高速运行的范围。
19.3)本实用新型采用不对称极靴的方式可以降低电机电感，可以减小电流响应时间，使电机实现更高加减速。
20.4)本实用新型采用不对称极靴的方式，可以提高表贴式永磁同步电机的凸极率，
可提高这类电机控制运行范围。
附图说明
21.图1为现有永磁同步电机的结构示意图；
22.图2为现有电机的对称极靴的结构示意图；
23.图3为现有电机的自感和互感曲线图；
24.图4为本实用新型电机的结构示意图；
25.图5为本实用新型电机的非对称极靴的结构示意图；
26.图6为本实用新型电机的自感和互感曲线图；
27.图7为本实用新型电机的极靴变薄示意图；
28.图8为本实用新型电机互感关于极靴厚度hs和槽口宽度bs0的曲线图。
29.其中10为定子铁芯、20为转轴、30为磁钢、40为绕组、101为定子主极、1011为定子极靴、11为槽口。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
31.永磁同步类电机，较低的电感往往意味着更高的转速和更快的电流响应。另外多相电机故障时，相间低互感可防止正常相因为短路相也持续产生故障。本实用新型技术方案是通过现有定子极的对称极靴做不对称化，使相邻非同相绕组之间的铁芯耦合程度降低，从而达到降低自感和互感的目的。
32.如图4所示，一种低互感电机，包括定子铁芯10、转轴20、磁钢30和绕组40，所述的磁钢30装配在转轴20上，所述的定子铁芯10上设有定子主极101，所述的绕组40绕在定子主极101上，所述的定子主极101上定子极靴1011采用非对称结构。
33.其中绕组分为a、b、c三相，以图4中的10极12槽电机为例，为了形成最大电动势，同相的4个线圈会绕在两两相邻的定子极上，如a1和a2示意。在不同相的定子极之间，扩大极间槽口11的宽度bs0，就能够有效降低相与相之间的磁通路耦合程度，从而有效降低各相绕组40之间的互感，达到本实用新型的目的。
34.所述的槽口11的宽度bs0的范围为0.4至1.4mm。作为优选的方式，所述的槽口11的宽度bs0为0.9mm。
35.如图5所示，是将定子极靴从对称按照不同相邻相之间槽口扩大的原则变成不对称极靴后，形成的不同磁路。图5所示的转子角度位置时，a相自感和ab、ac相互感为最大，不同相之间的磁回路在扩大的槽口处变得稀疏。
36.如图6所示，是以12槽10极电机为例，是电机转子旋转0
°
～72
°
机械角，0
°
～360
°
电角度范围内各相自感和互感，图2是普通对称极靴结构电机的自感和互感。图6是不对称极靴电机自感和互感，自感降低20％、互感降低6倍。
37.如图7所示，是一种低相间互感的电机另一种可实施例。同样的，将不同相邻相之
间的极靴1011厚度hs0变薄，也可达到降低不同相之间的耦合程度，降低相间互感的目的。
38.所述的定子极靴1011的厚度hs的范围为0.4至1.4mm。作为优选的方式，所述的定子极靴1011的厚度hs为0.9mm。
39.如图6所示，显示了增加槽口宽度bs0、降低邻相间极靴厚度hs，电机相间互感变化曲线。
40.更进一步的，具有相邻同相绕组的同步电机都可采用本实用新型的技术方案降低不同相之间的互感。如9槽8极，12槽14极等。
41.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种低互感电机，包括定子铁芯(10)、转轴(20)、磁钢(30)和绕组(40)，所述的磁钢(30)装配在转轴(20)上，所述的定子铁芯(10)上设有定子主极(101)，所述的绕组(40)绕在定子主极(101)上，其特征在于，所述的定子主极(101)上定子极靴(1011)采用非对称结构。2.根据权利要求1所述的一种低互感电机，其特征在于，相邻不同相所述定子主极(101)间的槽口(11)的宽度bs0增大，从而使定子主极(101)上定子极靴(1011)变为非对称结构。3.根据权利要求2所述的一种低互感电机，其特征在于，所述的槽口(11)的宽度bs0的范围为0.4至1.4mm。4.根据权利要求3所述的一种低互感电机，其特征在于，所述的槽口(11)的宽度bs0优选为0.9mm。5.根据权利要求1所述的一种低互感电机，其特征在于，相邻不同相所述定子极靴(1011)的厚度hs变薄。6.根据权利要求5所述的一种低互感电机，其特征在于，所述的定子极靴(1011)的厚度hs的范围为0.4至1.4mm。7.根据权利要求6所述的一种低互感电机，其特征在于，所述的定子极靴(1011)的厚度hs优选为0.9mm。8.根据权利要求1所述的一种低互感电机，其特征在于，该电机为10极12槽电机。9.根据权利要求1所述的一种低互感电机，其特征在于，该电机为8极9槽电机。10.根据权利要求1所述的一种低互感电机，其特征在于，该电机为14极12槽电机。

技术总结
本实用新型涉及一种低互感电机，包括定子铁芯、转轴、磁钢和绕组，所述的磁钢装配在转轴上，所述的定子铁芯上设有定子主极，所述的绕组绕在定子主极上，所述的定子主极上定子极靴采用非对称结构。与现有技术相比，本实用新型具有降低电机相间互感等优点。具有降低电机相间互感等优点。具有降低电机相间互感等优点。


技术研发人员：季汉川 韩光鲜
受保护的技术使用者：上海安浦鸣志自动化设备有限公司
技术研发日：2021.02.25
技术公布日：2021/10/23