[实用新型]一种新型双层结构定子

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机的定子。

背景技术

常规电机的定子都是内表面开槽（传统槽形如图6的几种），开槽的槽口一般大于3毫米，使内表面的槽口处的气隙磁阻增加,引起气隙磁导沿定子内表面周向分布不均匀。从而使气隙内的磁密随着气隙磁导的周期性变化而变化,这就是所谓的齿槽效应。转子距离定子内圆越近,齿槽效应越显著。齿槽效应使主极磁场顶部成为锯齿状,当转子旋转时,齿槽效应可引起主极磁场轴线上距离定子内圆较近的转动件涡流发热。同时齿槽效应将会产生齿槽效应转矩。齿槽效应转矩引起电机的振动和噪声不仅对电机本身伤害很大，而且对于环境和工作在这些环境工作的劳动人民来说也是具有很大的伤害。同时齿槽效应转矩对位置控制系统中的定位性能也有很大的作用,对速度控制系统也有较大影响,尤其是在低速运行时更为明显。现有工艺一般通过定子斜槽减少齿槽效应转矩。但实际上,由于端部效应的存在,转矩的变化不可能完全消除,同时又增加了定子结构的复杂性,并使漏电抗和杂散损耗增大,从而降低了输出转矩。又如Gurakuq Dajaku和 Dieter Gerling在《A Novel 12-Teeth/10-Poles PM Machine with Flux Barriers in Stator Yoke》提出的一种电磁障碍栏，显著的削弱低次谐波和分谐波，但也没有消弱齿谐波。这些给某些场合的电机应用带来不便和危害。

发明内容

有鉴于现有技术空缺，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种消弱齿槽效应的一种新型双层结构的定子。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种新型双层结构定子，包括外定子和内定子；所述外定子(1001)是内嵌带有卡槽口的由电工钢冲压而成的外壳；所述内定子是在外表面开槽由电工钢冲压而成的类圆柱体，每个槽(1003)之间有由隔磁材料形成的电磁障碍栏(1002),使当内定子槽的线圈流过电流时磁场不能在内定子的铁芯自行形成闭环磁路，磁场通过转子形成闭环磁路。同时电磁障碍栏(1002)靠近转子的部分为两条凹弧组成的尖端结构，电磁障碍栏材料磁导率接近1，使等效槽开口小于1毫米，这样相对传统的定子内圆表面开槽（槽形如6001,6002,6003）的定子的磁路齿距就大大减少，从而使传统定子内表面开槽电机气隙磁场分布(7001)比一种新型双层结构定子电机气隙磁场分布(7002)更加的不均匀。利于叠加原理，假设他们都由一个恒定磁场和一个与槽数对于关系的磁场共同作用，这样恒定磁场与转子产生恒定的转矩，不会影响齿槽转矩的产生。但与槽数对于关系的磁场与转子磁场相互作用就产生齿槽转矩。由于转矩与磁场成正比关系，且传统定子内表面开槽电机与槽数对于关系的磁场比一种新型双层结构定子电机与槽数对于关系的磁场更加大，产生的齿槽转矩就更大。从而一种新型双层结构定子电机相比传统定子内表面开槽电机大大减小齿槽效应。

本实用新型的优点在于：槽开口在内定子的外表面，内定子的内表面没有槽口，可有效的使电磁在定子与转子的气隙磁场尽可能的分布均匀，从而减弱齿槽效应；以致带来减少电机损耗、噪声、震动等寄生效应。且内定子的槽中间有电磁障碍栏，从而使电磁不会再内定子内表面相互流通，造成转子与定子之间的气息磁场减弱。同时由于槽口开在内定子的外表面，从而有利于定子绕线。

附图说明

图1为本实用新型的轴向剖切图。

图2为本实用新型的外定子的轴向剖切图。

图3为本实用新型的内定子轴向剖切图。

图4为内定子的局部轴向剖切图。

图5为内定子的三维结构图。

图6 传统的定子槽型。

图7 传统定子内表面开槽电机与一种新型双层结构定子电机气隙磁场分布。

图中1001.是外定子，1002.是电磁障碍栏，1003.是内定子槽，1004.是极心，1005.是外定子螺栓孔，2001.是外定子的固定槽，3001.是内定子的固定槽，6001.是传统定子开口槽，6002.传统定子半开口槽，6003.传统定子鸭梨形槽，7001. 传统定子内表面开槽电机气隙磁场分布曲线，7002. 一种新型双层结构定子电机气隙磁场分布，7003. 比较线。

具体实施方式

本实用新型各个部件按图1所示连接，内定子槽(1003)用了安装定子线圈。每个极心(1004)之间设置由隔磁材料形成的电磁障碍栏(1002)。同时电磁障碍栏(1002)接近转子的部分为两条凹弧组成的尖端结构。另外内定子安装好定子线圈后，把外定子套在内定子上，使外定子槽(2001)和内定子槽(3001)结合固定内定子。