專利名稱：伺服永磁同步電動機混合同心式單雙層繞組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動機繞組，尤其是一種伺服永磁同步電動機混合同心式單雙層繞組。
背景技術：
在伺服主軸電機中，過去主要為異步鼠籠電動機，作為主軸電機時，在低速低頻狀 態小，轉矩小，發熱嚴重，為克服這一重點缺陷，研發伺服永磁同步電動機是一個方向，但永 磁電動機為減小齒槽效應，故多數設計成分數槽電機，分數槽繞組傳統上設計為短距雙層 繞組，其相帶磁勢諧波中某些奇次諧波仍然較大，電機運行時轉矩脈動較大，影響運行品質 和工件加工精度，如何改進傳統上的短距雙層繞組，使其相帶磁勢諧波中所有的奇次諧波 都有較大的削弱，研究新型的分數槽繞組，進一步提高伺服永磁同步電動機的運行品質，很 有現實應用意義。
發明內容
本發明的目的就是針對分數槽傳統短距雙層繞組，只對相帶磁勢中某些奇次諧波 有較大削弱，而不能同時對所有奇次諧波都有較大削弱的狀況，提供一種伺服永磁同步電 動機混合同心式單雙層繞組，這種繞組對磁勢中所有奇次諧波有較大削弱，提高相帶磁勢 波形的正弦性。本發明是這樣來實現的，在一種定子42槽，8極，3相的永磁電動機中，使電機的定 子三相繞組由二種同心式繞組混合組成單雙層繞組，這二種同心式繞組的線圈圈數都為3 圈，但其節距和匝數都不相同，第1種同心式繞組，由3個同心式線圈組成，其節距從大圈到 小圈分別為8，6，4，每個線圈的匝數從大圈到小圈，為1，3，2;第2種同心式繞組，也由3個 同心式線圈組成，其節距從大圈到小圈分別為7，5，3，每個線圈的匝數從大圈到小圈為2， 4，2。第1種同心式繞組和第2種同心式繞組混合組成1聯，每相繞組由2聯串聯組成，并 聯支路數a=l ；
3相繞組構成三相互差120°電角度的對稱繞組，3相繞組在定子槽中有12個槽為單 層槽，30個槽為雙層槽，每槽中的總匝數相等，槽滿率均衡，這樣構成的繞組，相帶磁勢諧波 5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37次都得較大的削弱，這些諧波的總含量僅為1. 24%，而 按傳統短距雙層繞組，相帶磁勢諧波仍然含量較大，例如一種國外伺服永磁同步電動機，定 子槽數也為42槽，極數也為8極，相數也為3相，按節距為4構成短距雙層繞組，這種繞組 只對5，11，13，23，29，31，37次諧波削弱較大，即使如此，這些諧波總含量就已達到1. 44%， 就已超過 1. 24%，而對 7，17，25，35 次諧波削弱小，至使 5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37 次諧波總含量達到2. 76%，這種國外伺服永磁電動機工作時轉矩脈動較大，影響了工件的加 工精度。本發明為一種混合同心式單雙層繞組，相帶諧波總含量為1. 24%，比2. 76%少得 多，諧波含量減少45%，提高了相帶磁勢波正弦性。減小了轉矩脈動，提高了工件的加工精度。
圖1為本發明的三相混合同心式單雙層繞組布置圖。
具體實施例方式如圖1所示，電機定子槽數為42槽，極數為8極，3相電機的三相混合同心式單雙 層繞組，電機的定子繞組由2種同心式繞組混合組成。A相由AX繞組構成，有2種同心式繞 組混合，第1種同心式繞組由3個同心線圈組成，節距從大圈到小圈為8，6，4 ；每個線圈的 匝數，從大圈到小圈為1，3，2;第2種同心式也有3個同心式線圈組成，其節距從大圈到小 圈為7，5，3 ；每個線圈的匝數從大圈到小圈為2，4，2 ；
第1種同心式繞組和第2種同心式繞組混合組成一聯，每相繞組由2聯串聯組成， 并聯支路數a=l，具體的布置是:A相AX繞組由線圈6-14，7-13,8-12 ； 17-24，18-23，19-22 ； 27-35，28-34，29-33 ；38-3, 39-2,40-1 ； 12個線圈串聯而成，線圈匝數從左到右為1,3,2 ；2， 4，2 ;1，3，2 ；2，4，2 ；出線從1，6槽引出，分別標記為A，X。B相由BY繞組，C相由CZ繞組構成，BY，CZ繞組線圈組成規律與AX完全一致， 只是AX，BY, CZ互差120°電角度，構成三相對稱繞組，42個槽中有12個槽為單層槽，30個 槽為雙層槽，每個槽中匝數相等，槽滿率均衡，BY從第15，20槽引出，分別標記為B，Y, CZ從 第8，12槽引出，分別標記為C，Z，并將X，Y，Z連接成公共點，不引出電機外，只A，B，C引出到
出線盒，三相繞組構成星形接法。這樣構成的同心式混合單雙層繞組的優點在于
1、對所有奇次5，7，11，13，17，19，23，29，31，35，37次相帶磁勢諧波都有較大削弱，這 些諧波的總含量僅1. 24%，比國外同類電機諧波含量2. 76%，減少45%，電機磁勢正弦性好， 發熱減少，溫升降低，振動、噪聲減小，轉矩脈動減小，提高了運行品質，加工精度提高；
2、基波繞組系數0.9105，比國外同類電機基波繞組系數0. 8897提高2. 08%,諧波減少 45%，因此效率提高；
本發明單雙層繞組，42個槽中2，4，9，11，16，18，23，25，30，32，37，39槽為單層槽，共 計12個單層槽，占總槽數的28. 57%，雙層槽占30個，占總槽數的71. 43%，比國外同類電機 100%是雙層槽節省槽層間絕緣材料28. 57%，減低了電機成本，又由于同心式單雙層繞組端 部比國外電機雙層繞組端部交叉少，端部更短，故繞組端部質量得到提高，這些優點，使本 發明達到了發明的目的，有實際應用意義和推廣意義。
權利要求
一種伺服永磁同步電動機混合同心式雙層繞組，電機定子槽數42槽，極數8極，相數3相，電機的定子繞組由二種同心式繞組混合組成，其特征是A相由AX繞組構成，有2種同心式繞組混合，第1種同心式繞組由3個同心線圈組成，節距從大圈到小圈為8，6，4；每個線圈的匝數，從大圈到小圈為1，3，2；第2種同心式也有3個同心式線圈組成，其節距從大圈到小圈為7，5，3，每個線圈的匝數從大圈到小圈為2，4，2；第1種同心式繞組和第2種同心式繞組混合組成一聯，每相繞組由2聯串聯組成，并聯支路數a=1，具體的布置是A相AX繞組由線圈6 14，7 13，8 12；17 24，18 23，19 22；27 35，28 34，29 33；38 3，39 2，40 1；12個線圈串聯而成，線圈匝數從左到右為1，3，2；2，4，2；1，3，2；2，4，2；出線從1，6槽引出，分別標記為A,X；B相由BY繞組，C相由CZ繞組構成，BY,CZ繞組線圈組成規律與AX完全一致，只是AX,BY,CZ互差120°電角度，構成三相對稱繞組，42個槽中有12個槽為單層槽，30個槽為雙層槽，每個槽中匝數相等，槽滿率均衡，BY從第15，20槽引出，分別標記為B,Y,CZ從第8，12槽引出，分別標記為C,Z，并將X,Y,Z連接成公共點，不引出電機外，只A,B,C引出到出線盒，三相繞組構成星形接法。
全文摘要
一種伺服永磁同步電動機混合同心式單雙層繞組，電機定子繞組由二種同心式繞組混合組成單雙層繞組，這二種同心式繞組的線圈圈數都為3圈，但其節距和匝數都不相同。這樣構成的同心式混合單雙層繞組，與國外同類電機短距雙層繞組相比，基波繞組系數提高2.08%，相帶諧波減少45%，磁勢正弦性更好，發熱少、溫升低，振動噪聲小，轉矩脈動小，槽層間絕緣減少28.59%，成本降低，效率提高，提高了電機運行品質，加工精度提高。
文檔編號H02K21/02GK101984540SQ20101056851
公開日2011年3月9日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者林政安 申請人:泰豪科技股份有限公司