[发明专利]一种真分数槽电动机双层不等匝绕组设计方法

说明书

本发明提供了一种真分数槽电动机双层不等匝绕组设计方法，其特征在于，包括以下步骤：确认定子槽数Q，转子极数2p；计算绕组跨距τ；计算电角度a；为每相绕组分组；计算不同谐波系数下的绕组系数，谐波次数最大取为Max；计算得到谐波比漏磁导系数∑s。本发明的优点是：通用性强，可计算任意分数槽不等匝绕组的谐波含量；计算方便，不需借助有限元等其它计算软件；易于编制程序进行计算，节省设计时间；计算过程中没有经验公式，计算精度高。

技术领域

本发明涉及一种真分数槽三相电动机的双层不等匝绕组的设计计算方法。

背景技术

整数槽电机是指定子每极每相槽数为整数的电机，而分数槽是指定子每极每相槽数为分数的电机，如果定子每极每相槽数是真分数，那么这种电机就是真分数槽电机。整数槽以其良好的磁密波形和各相的平衡性广泛应用于工业用通用系列三相异步电动机、永磁同步电动机设计中。近些年，以电动汽车为首的新能源汽车工业发展迅猛，作为电动汽车的核心动力装置的电动机成为整车性能的重要组成部分。电动汽车电机的设计理念与工业通用电机区别较大，汽车电机不仅要保障输出转矩特性、效率分布、温升等性能指标以外，对电机的体积、重量都有了严格的要求。由于整数槽绕组的端部长度大，在电机总体积一定的情况下，电机的有效长度势必会减小，容易造成电机性能下降和温升过高的情况。而分数槽绕组端部相对较短，特别是极槽数接近的真分数槽集中式绕组，每槽跨距最小可为1，这样就可以把绕组端部长度控制到很小的尺寸，非常适合汽车电机的设计。但分数槽绕组也存在磁势正弦度较低的问题，影响电机磁场的正弦度，从而降低了电机效率、增加了电机振动噪声，所以提高分数槽绕组的正弦度对提升电机整体性能具有重要意义。

国内外很多学者对于分数槽不等匝绕组有较深入的研究，G.Dajaku，D Gerling与2011年发表了相关论文，论证了10极12槽电机在转子永磁体中的涡流损耗问题。专利号CN201110308218.X“一种三相不等匝分数槽集中绕组”中给出了一种匝数比是1/2的不等匝集中式绕组，较为有效地降低了谐波含量，但没有给出任意匝数比的分数槽不等匝绕组的通用设计方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种计算方便、计算精度高、计算周期短的真分数槽三相电动机的双层不等匝整距绕组的设计计算方法。通过调节电机各线圈匝数，对电机的谐波含量进行计算，最终达到减小电机谐波含量的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种真分数槽电动机双层不等匝绕组设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确认定子槽数Q，转子极数2p；

步骤2、计算绕组跨距τ；

步骤3、计算电角度a；

步骤4、计算每相绕组磁势电角度α_n，n∈[1,2,…,Q]；

步骤5、为每相绕组分组：将α₁～α_Q按从小到大的顺序分成6组，令每组中有c+1个绕组，并计算每组中相邻大小绕组磁势电角度的差值β_j，当c为奇数时当c为偶数时，每组中相邻绕组线圈匝数为m_i，i＝1,2,…,c；

步骤6、计算不同谐波系数下的绕组系数，谐波次数最大取为Max，任意谐波系数ν下的绕组系数为K_dpv，则：

当c为奇数时：

当c为偶数时：

步骤7、计算得到谐波比漏磁导系数∑s，

优选地，最大谐波次数Max取为997。

本发明的优点是：

1、通用性强，可计算任意分数槽不等匝绕组的谐波含量；