[实用新型]不等宽结构的低波动永磁无刷电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机技术，特别是涉及一种(磁极)不等宽结构的低波动永磁无刷电机技术。

背景技术

机电一体化和自动化场合越来越要求节能化、低噪化、智能化，对为其配套的电机提出高效率、低噪音、高出力、可调速和智能化的要求。图3为现有技术中常规表面安装式永磁无刷电机的剖面结构，包括定子轭31、定子齿32、定子槽33、转子磁钢(磁极)36、转子轭37和转子轴38；图4为现有技术中常规内置式永磁无刷电机的结构，包括定子轭41、定子齿42、定子槽43、转子磁钢(磁极)46、转子轭47、转子轴48、极靴49。无刷电机与有刷相比有很多优点，但是无刷电机的电枢励磁为“非圆形跳跃式”的旋转磁场，转矩波动本来就较大，加上齿槽效应，存在更大的转矩波动；此外，目前单相永磁无刷电机己越来越广泛应用于高档家电领域，通常其定子铁芯齿槽均匀分布，存在起动困难的缺陷，影响机电产品的平稳低噪运行。

另外无刷电机的齿槽转矩也称磁阻转矩是自动化场合、机电一体化场合的调速系统中致命缺陷。世界各国电机行业和科研单位均在进行研究，力图降低电机转矩波动，如采用分数槽法、辅助槽法、辅助齿法、斜槽法、斜极法、闭口槽法和磁化槽楔法等，各有利弊，但总是难以有效消除齿槽效应。斜槽或斜极也可以减小转矩波动，但斜槽斜极法对方波电机气隙磁感应强度平顶宽度有影响，同时定子斜槽会影响导体的占槽面积，使铜耗增加，两者均降低出力，并是使电机的结构复杂。高精度调速系统对齿槽转矩波动要求很严格，因为在调速系统中，当电机转矩的频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪音被显著放大，同时也影响低速性能和定位精度。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使电机能具有高出力、转矩波动小、动态响应更快、可靠性高、寿命长、功率重量大、效率高、磁路损耗低、发热小、低噪、小型轻量化和平稳运行等特点的不等宽结构的低波动永磁无刷电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种不等宽结构的低波动永磁无刷电机，包括定子和转子部分，定子部分设有定子铁芯和定子绕组；转子部分设有主轴和主轴上套有转子铁芯，铁芯上固定有磁钢(磁极)，其特征在于，所述定子铁芯的齿、槽为不等宽结构，即定子齿的齿宽大于(或小于)相邻齿的齿宽或者定子槽的槽宽大于(或小于)相邻槽的槽宽；所述永磁转子的磁极或相邻磁极间的间距为不等宽结构，即转子铁芯的磁极宽度大于(或小于)相邻磁极的宽度，或者转子铁芯磁极间的间距大于(或小于)相邻磁极间的间距。

进一步的，所述定子铁芯的齿内表面为偏心(不对称)。

进一步的，所述转子铁芯的磁极为等宽磁极、磁极间的间距相等。

进一步的，所述定子铁芯为有齿有槽硅钢片叠压而成。

进一步的，所述永磁转子与所述定子之间设有径向气隙。

进一步的，所述定子铁芯圆周齿槽均布。

利用本实用新型提供的不等宽结构的低波动永磁无刷电机，由于定子铁芯的齿、槽或转子铁芯的(径向)磁极采用不等宽结构，从而抑制齿槽效应，改善气隙磁场分布，有效降低转矩波动，提高电机起动转矩和快速响应，改善伺服特性，使电机能静音运行，充分发挥了无刷电机的综合优点，使电机具有高出力、转矩波动小、动态响应更快、可靠性高、寿命长、功率重量大、效率高、磁路损耗低、发热小、低噪、小型轻量化和平稳运行等特点。通过采用上述措施，使永磁无刷电动机品质大幅度提高。

另外比较图11永磁无刷电机转矩波动曲线中，磁极圆周均布(磁极间距相等)曲线s和磁极圆周不均布(磁极间距不相等)曲线k的转矩波动，T(Nm)为齿槽转矩(牛顿米)；由图11可知：磁极圆周不均布(磁极间距不相等)k的转矩波动明显低于磁极圆周均布(磁极间距相等)s，改善了气隙磁场分布，有效降低转矩波动，提高电机起动转矩和快速响应，改善伺服特性。

附图说明

图1是本实用新型实施例不等宽结构低波动永磁无刷电机总成剖面结构示意图；

图2为低波动永磁无刷电机转子组件结构示意图；

图3为常规表面安装式永磁无刷电机结构示意图；

图4为常规内置式永磁无刷电机结构示意图；

图5为本实用新型实施例中定子齿不等宽结构示意图；

图6为本实用新型实施例中带定子齿不等宽结构永磁无刷电机示意图；

图7为本实用新型实施例中带定子偏心齿单相永磁无刷电机结构示意图；

图8n为本实用新型实施例永磁无刷电机的不等宽磁极结构示意图；