專利名稱：一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電學領域，尤其涉及三相交流電機，特別是一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構。
背景技術：
現有技術中，批量生產的三相交流電機一般采用單層繞組或同心式雙層繞組。其中單層繞組為整數繞組且每極每相槽數較少，無法實現分數槽繞組配合，因此存在諧波含量高，電磁耦合度低、運行平穩性差等缺點，特別是，永磁同步電機使用時存在齒槽力矩大， 反電勢波形差等缺點。雖然同心式雙層繞組具備較好的抑制諧波能力和較高的電磁耦合度，但電機的自動化下線效率僅為單層繞組的1/3，且存在端部尺寸大、用銅多，制造成本及材料成本都比單層繞組高。因此現有技術中的繞組都無法滿足市場對高性價比產品要求。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構，所述的這種單層分數槽永磁同步電機繞組結構要解決現有技術中三相交流電機繞組諧波含量高，電磁耦合度低、運行平穩性差、或者自動化下線效率低、制造成本及材料成本高、成本和性能無法兼顧的技術問題。本實用新型的這種單層分數槽永磁同步電機繞組結構，包括定子鐵芯，所述的定子鐵芯中設置有繞組，其中，所述的繞組的極對數為偶數，繞組的元件數是電樞槽數的一半，每2對極形成單層繞組每相一條支路，每條支路至少由一個第一元件、一個第二元件和一個第三元件組成，所述的第一元件、第二元件和第三元件順序排列，第一元件和第三元件的繞線方向相同且跨距均為4，第二元件的繞線方向與第一元件和第三元件的繞線方向相反且跨距為3。本實用新型的工作原理是同相所有元件在產生反電勢方向相同，三相繞組對稱分布，能完全滿足電機定轉子進行合理的電磁耦合；能夠確保每相繞組對所有磁極激磁的耦合，因此相對常規分數槽同心式繞組，有效提高了電磁耦合的均勻性，降低了電磁噪音。 不同跨距的短距繞組產生了同心式繞組的磁鏈效果，但第一元件和第三元件的跨距比同心式外圈元件短1個槽距，因此不僅節省了端部用銅，而且相對常規分數槽同心式繞組提高了電機抑制諧波的能力，相對常規單層繞組有效提高了電機反電勢的波形系數，降低了電機的諧波損耗和力矩波動。電機槽數不是極對數的整數倍，在永磁電機中其齒槽力矩為常規單層繞組的四份之一，運行更為平穩。在下線過程中，先用繞線機分別繞制三相繞組的所有線圈元件，后在下線機上將三相所有線圈元件一次拉入電樞槽內，由于下線過程不需要將各相元件先后分別拉入電樞，因此電機的下線速度和常規單層繞組電機相同，為常規分數槽同心式雙層繞組下線速度的3倍。本實用新型和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型可實現分數槽分布繞組的自動下線，并保留了分數槽分布繞組的優點，相對現有技術中的單層整數槽
3分布繞組自動下線繞組方案，具備反電勢波形好、齒槽力矩低、端部用銅少、電樞下線效率高的優點，特別適合于批產工藝性要求較高的低壓高性能永磁電機繞組。
圖1是本實用新型的一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構的展開示意圖。圖2是本實用新型的一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構的徑向示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1和圖2所示，本實用新型的一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構，包括定子鐵芯100，所述的定子鐵芯100中設置有繞組，其中，所述的繞組的極對數為4，相位為A、 B和C三相，繞組的元件數為36，元件的序號依次為1到36，每2對極形成單層繞組每相一條支路，每條支路至少由三個元件組成，如元件1、元件2和元件3組成一條支路，元件1和元件3的繞線方向相同且跨距均為4，元件2繞線方向與元件1、元件3相反且跨距比元件 1、元件3的跨距少1。本實施例的工作原理是，同相所有元件在產生反電勢方向相同，A、B和C三相繞組對稱分布，能完全滿足電機定轉子進行合理的電磁耦合；能夠確保每相繞組對所有磁極 N和S激磁的耦合，因此相對常規分數槽同心式繞組，有效提高了電磁耦合的均勻性，降低了電磁噪音。不同跨距的短距繞組產生了同心式繞組的磁鏈效果，但第一元件和第三元件的跨距比同心式外圈元件短1個槽距，因此不僅節省了端部用銅，而且相對常規分數槽同心式繞組提高了電機抑制諧波的能力，相對常規單層繞組有效提高了電機反電勢的波形系數，降低了電機的諧波損耗和力矩波動。電機槽數不是極對數的整數倍，電機的齒槽為常規單層繞組的四份之一，運行更為平穩。在下線過程中，先用繞線機分別繞制三相繞組的所有線圈元件，后在下線機上將三相所有線圈元件一次拉入電樞槽內，由于下線過程不需要將各相元件先后分別拉入電樞，因此電機的下線速度和常規單層繞組電機相同，為常規分數槽同心式雙層繞組下線速度的3倍。
權利要求1. 一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構，包括定子鐵芯，所述的定子鐵芯中設置有繞組，其特征在于所述的繞組的極對數為偶數，繞組的元件數是電樞槽數的一半，每2對極形成單層繞組每相一條支路，每條支路至少由一個第一元件、一個第二元件和一個第三元件組成，所述的第一元件、第二元件和第三元件順序排列，第一元件和第三元件的繞線方向相同且跨距均為4，第二元件的繞線方向與第一元件和第三元件的繞線方向相反且跨距為3。
專利摘要一種單層分數槽永磁同步電機繞組結構，繞組的極對數為偶數，繞組的元件數是電樞槽數的一半，每2對極形成單層繞組每相一條支路，每條支路至少由一個第一元件、一個第二元件和一個第三元件組成，所述的第一元件、第二元件和第三元件順序排列，第一元件和第三元件的繞線方向相同且跨距均為4，第二元件的繞線方向與第一元件和第三元件的繞線方向相反且跨距為3。本實用新型可實現分數槽分布繞組的自動下線，并保留分數槽分布繞組的優點，相對現有技術中的單層整數槽分布繞組自動下線繞組方案，具備反電勢波形好、齒槽力矩低；相對常規同心式繞組方案具有端部用銅少、電樞下線效率高的優點，特別適合于批產工藝性要求較高的低壓高性能永磁電機繞組。
文檔編號H02K3/12GK202210714SQ20112032525
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者張凱, 曹紅飛, 王文軍 申請人:華域汽車電動系統有限公司