[发明专利]低空间谐波单双层不等匝绕组径向磁通六相永磁同步电机

说明书

低空间谐波单双层不等匝绕组径向磁通六相永磁同步电机，属于电机领域，本发明为解决采用分数槽集中绕组的六相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中的谐波含量较大的问题。本发明包括定子和转子，定子同轴设置于转子外部，定子沿周向均布六个定子槽单元，每个定子槽单元包括双层绕组槽和单层绕组槽，六相绕组以不等匝方式绕制，且B相、C相、D相、E相和F相绕组相对于A相绕组在空间位置上依次相差120°、240°、θ、(θ+120°)和(θ+240°)；其中空间位置角θ满足关系式：θ＝(2k+1)π/12；转子设置2p块永磁体，2p块永磁体充磁方向交替相反，所有永磁体均沿径向充磁。本发明电机用于抑制合成磁动势中的低次谐波。

技术领域

本发明涉及一种抑制低次谐波技术，属于电机领域。

背景技术

相比于传统三相永磁同步电机，六相永磁同步电机由于其相数的增加，具备更强的容错运行能力，在对设备可靠性要求较高的场合具有广阔的应用前景，如：航空航天，国防军工和交通运输领域。然而采用分数槽集中绕组的六相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中的谐波含量较大，这些谐波会引起电机定、转子铁心饱和程度增加，同时，由于合成磁动势中的非工作次谐波在空间上与转子转速不同，交变的磁场在转子永磁体中感应出大量涡流，进而导致转子涡流损耗上升。因此，采用分数槽集中绕组的六相电机合成磁动势中的非工作次谐波对电机的性能产生负面影响，导致电机在运行过程中损耗增大，转矩波动增加，当电机转子采用内置式永磁体结构时，还会影响电机磁阻转矩的利用。

发明内容

本发明目的是为了解决采用分数槽集中绕组的六相永磁同步电机定子绕组合成磁动势中的谐波含量较大的问题，提供了一种低空间谐波单双层不等匝绕组径向磁通六相永磁同步电机。

本发明所述低空间谐波单双层不等匝绕组径向磁通六相永磁同步电机，包括定子和转子，定子同轴设置于转子外部，定子沿周向均布六个定子槽单元，每个定子槽单元包括双层绕组槽和单层绕组槽，六相绕组以不等匝方式绕制，且B相、C相、D相、E相和F相绕组相对于A相绕组在空间位置上依次相差120°、240°、θ、(θ+120°)和(θ+240°)；

其中空间位置角θ满足关系式：

θ＝(2k+1)π/12

其中：k为非负整数，k＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11……

转子设置2p块永磁体，永磁体极对数p满足关系式：

p＝6t±1

其中：t＝1；

2p块永磁体充磁方向交替相反，所有永磁体均沿径向充磁；

六相绕组按下式通入电流：

其中：i_a、i_b、i_c、i_d、i_e和i_f分别为A相、B相、C相、D相、E相和F相绕组电流；

ω_e为电机的电角速度；I_m为电流幅值。

优选地，每个定子槽单元包括2个双层绕组槽和4个单层绕组槽，2个双层绕组槽设置于两个边界处，4个单层绕组槽设置于2个双层绕组槽之间。

优选地，以其中一对相邻两个双层绕组槽作为首尾槽并分别定义为1号、36号，依此，沿周向依次定义出定子的36个定子槽的编号，其中24个单层绕组槽和12个双层绕组槽。

优选地，

相邻两个双层绕组槽之间的夹角λ₁，

相邻单层绕组槽与双层绕组槽之间的夹角λ₂，