[发明专利]一种定子方形的无轴承异步电机

说明书

本发明公开一种采用磁轴承支承的定子方形的无轴承异步电机，方形定子的外壁横截面是正方形，方形定子上沿圆周方向均匀布置24个定子槽，24个定子槽是由8个相同的大槽、8个相同的中槽、8个相同的小槽组成；大槽、中槽、小槽各自每两两一组地相对于正方形的对角线对称布置，大槽最靠近对角线位置，中间是中槽，小槽距离对角线最远；每个小槽中设有小槽转矩绕组，每个中槽中的内层设有中槽转矩绕组、外层设有中槽悬浮绕组，每个大槽中的内层设有大槽转矩绕组、外层设有大槽悬浮绕组；本发明能够充分利用方形硅钢原材料，进一步减小无轴承电机的尺寸，使得临界转速得到进一步提高，保证了无轴承异步电机的正常输出转矩和功率密度。

技术领域

本发明属于电气传动设备领域，特指一种采用磁轴承支承的无轴承异步电机。

背景技术

无轴承异步电机主要采用磁轴承支承，寿命长、无机械摩擦和磨损、无须润滑,还突破更高转速和大功率的限制，拓宽了高速电机的应用范围。无轴承异步电机由定子、转子和绕组组成，在定子上开槽形成定子极，定子槽内有悬浮绕组，径向悬浮采用径向悬浮绕组叠压在槽内。目前无轴承异步电机的定子均为圆形，定子在冲片加工过程中，都是将方形的硅钢片做成圆形结构，方形的边角被浪费掉，不能得到有效利用；定子为圆形的电机其悬浮绕组虽然不占用额外的轴向空间，但占用了电机槽空间，使得电机的温度升高，功率密度比同转速的普通电机功率密度低。

发明内容

本发明的目的为解决现有定子为圆形的无轴承异步电机存在的问题，提出一种定子方形的无轴承异步电机，该电机的定子设计为方形，不仅加工简单，而且能进一步提高功率密度。

为实现上述目的，本发明一种定子方形的无轴承异步电机采用的技术方案是：包括转子铁芯和定子，转子铁芯外同轴套有方形定子，方形定子的外壁横截面是正方形，方形定子上沿圆周方向均匀布置24个定子槽，24个定子槽是由8个相同的大槽、8个相同的中槽、8个相同的小槽组成；大槽、中槽、小槽各自每两两一组地相对于正方形的对角线对称布置，大槽最靠近对角线位置，中间是中槽，小槽距离对角线最远；每个小槽中设有小槽转矩绕组，每个中槽中的内层设有中槽转矩绕组、外层设有中槽悬浮绕组，每个大槽中的内层设有大槽转矩绕组、外层设有大槽悬浮绕组。

进一步地，方形定子的正方形的两条对角线分别为x轴和y轴，从x轴正方向开始沿逆时针方向，大槽转矩绕组、中槽转矩绕组和小槽转矩绕组依序按照B+、B+、A-、A-、C+、C+、B-、B-、A+、A+、C-、C-、B+、B+、A-、A-、C+、C+、B-、B-、A+、A+、C-、C-顺序分布；大槽悬浮绕组和中槽悬浮绕组沿逆时针方向依序按照X+、X+、Y+、Y+、Y+、Y+、X-、X-、X-、X-、Y-、Y-、Y-、Y-、X+、X+顺序分布。

更进一步地，x轴正方向两侧的一组大槽悬浮绕组和x轴正方向两侧的一组中槽悬浮绕组的绕组方向相同，但和x轴负方向两侧的一组大槽悬浮绕组和一组中槽悬浮绕组的绕组方向相反；y轴正方向两侧的一组大槽悬浮绕组和y轴正方向两侧的一组中槽悬浮绕组的绕组方向相同，但和y轴负方向两侧的一组大槽悬浮绕组和一组中槽悬浮绕组的绕组方向相反。

进一步地，24个定子槽形成24个定子齿，每个定子齿的齿部宽度均相等，每个定子槽的槽底部距离定子外壁的最短距离均相等。

本发明能够充分利用方形硅钢原材料做成定子，进一步减小无轴承电机的尺寸，使得临界转速得到进一步提高，保证了无轴承异步电机的正常输出转矩和功率密度。相对于传统的无轴承异步电机，提高了电机的功率密度，解决无轴承电机功率密度比同转速普通电机低的问题。

附图说明