[发明专利]采用集中式绕组的永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流同步电机，特别是涉及一种采用集中式绕组的永磁同步电机。

背景技术

传统的永磁同步电机的定子和转子之间的气隙是均匀的，定子绕组采用分布式绕组使电机的气隙磁通更好的接近正弦分布。

传统的永磁同步电机常用的永磁转子大致有五种形状，如附图1所示。附图1(a)、(b)、(c)所示的永磁体采用径向充磁，永磁体贴在转子表面，转子的直轴电抗和交轴电抗是相等的，类似于隐极电机；附图1(d)所示永磁体虽然采用径向充磁但永磁体位于转子内部，永磁体外表面与转子外圆之间有铁磁物质制成的极靴，其直轴电抗和交轴电抗是不等的，类似于凸极电机。附图1(a)、(b)、(c)、(d)均采用径向磁路结构，在径向结构中，一对极的两块永磁体是串联的，一块永磁体截面对每极气隙提供磁通，两块永磁体对磁路提供磁势。

传统的永磁同步电机中，具有图1(a)、(b)、(c)所示的转子的永磁同步电机，转子的重量较大，转动惯量大，永磁同步电机转子的直轴电抗和交轴电抗相等，其实质就是隐极电机，常见的永磁同步电机电磁功率和电磁转矩较小；具有图1(d)所示的转子的永磁同步电机的直轴电抗和交轴电抗不相等，属于凸极电机，也具有较高的电磁功率，但是为了使气隙磁通更好的接近正弦分布，定子需采用分布式绕组，使用分布式绕组具有以下缺点：(1)分布式绕组端部较长、浪费大量铜(2)分布式绕组漏抗较大(3)分布式绕组下线困难，结构复杂。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种采用集中式绕组的永磁同步电机，其能有效利用铜、减少电机的漏抗，提高电机的效率，并且下线容易、结构简单、重量轻的电机。

本发明采取的技术方案是：

一种采用集中式绕组的永磁同步电机，包含定子和转子，定子和转子间具有气隙，所述定子包含定子铁心和定子绕组，所述转子包含转子铁心、转轴，和永磁磁钢，所述定子绕组为集中式绕组，所述转子为偏心转子，所述定子和所述转子之间的气隙为非均匀气隙。

所述定子有九个槽，定子绕组为分数槽绕组。

所述永磁磁钢为径向磁钢。

本发明采用集中式绕组的永磁同步电机的有益效果是：

(1)本发明的新型永磁同步电机所采用偏心的圆弧形转子，重量小、转动惯量小，因此电机具有更好的起动性能。

(2)本发明的新型永磁同步电机通过采用偏心的圆弧形转子，从而利用非均匀气隙更好的削弱了电枢反应，这样，由于气隙磁感应强度的分布曲线较接近正弦波，从而使气隙磁通更好的接近正弦波形，定子就可以采用集中式绕组。

(3)本发明的新型永磁同步电机定子采用集中式绕组具有端部短、漏抗小、下线方便、结构简单，电机重量轻的优点。

(4)本发明的定子又进一步采用分数槽绕组，采用分数槽绕组使等效的每极每相槽数增加，从而削弱高次谐波的影响；另一方面，采用分数槽绕组的重要意义在于它可以有效地削弱齿谐波，从而保证使电机的气隙磁通更好的接近正弦分布。

(5)本发明转子的直轴电抗和交轴电抗是不等的，所以本发明的新型永磁同步电机类似于凸极电机，由功角特性可知，本发明具有更大的电磁功率和电磁转矩。

附图说明

附图1(a)一(d)分别是一种传统永磁同步电机的结构示意图；

附图2是本发明采用集中式绕组的永磁同步电机的转子平面结构示意图；

附图3是本发明采用集中式绕组的永磁同步电机的定子和转子的平面结构示意图；

附图4是本发明采用集中式绕组的永磁同步电机的气隙磁场的分布曲线；

附图5是本发明采用集中式绕组的永磁同步电机用Maxwell软件彷出的磁通的正弦分布曲线。

图中涉及的附图标记如下所示：

10.定子        11.定子铁心

12.定子绕组    20.转子

21.转子铁心    22.转轴

23.永磁磁钢    24.磁场线

30.气隙

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式给予详细阐释。

参考附图2，本发明采用集中式绕组的永磁同步电机，包含定子10和转子20，定子10和转子20间具有气隙30，所述定子10包含定子铁心11和定子绕组12，所述转子20包含转子铁心21、转轴22，和永磁磁钢23，所述定子绕组12为集中式绕组，所述转子20为偏心转子，所述定子10和所述转子20之间的气隙30为非均匀气隙。所述永磁磁钢23为径向磁钢。