[发明专利]定子、定子设计方法及双定子励磁磁场调制电机

说明书

本发明涉及电气技术领域，公开一种定子、定子设计方法及双定子励磁磁场调制电机。该方法包括：沿齿尖侧至齿根侧方向对定子齿身进行区域划分处理，得到若干个局部齿区，确定各局部齿区的齿宽；依据局部齿区的齿宽和磁通密度计算各局部齿区的磁通；设定各局部齿区的磁通密度阈值；依据局部齿区的磁通和磁通密度阈值确定切割散热槽的位置，使局部齿区的磁通密度在该局部齿区的磁通密度阈值范围之内；计算定子轭部的宽度需求值，依据定子轭部的宽度需求值和定子齿身边缘的宽度需求值设计齿‑轭交接磁路。本发明实施例可提高定子和电机的散热效果。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其是一种定子、定子设计方法及双定子励磁磁场调制电机。

背景技术

具有双定子励磁结构的磁场调制型永磁同步电机，一方面通过内外双定子励磁，解决了转子永磁体的漏磁问题，增加了永磁体利用率，另一方面利用基波及其低次谐波工作，增强了电机输出转矩的能力，减少了永磁体用量，具有功率密度高、材料成本低的优点。

然而，内外定子联合励磁导致中间位置的永磁体受到内外绕组两个热源的影响，热退磁风险增大，目前电机的散热方式一般为水冷或油冷机壳散热，或者在定子定子轭部开槽，通入冷却油喷淋到绕组表面带走热量，前者散热效果差，后者使用的冷却油会加快绕组漆包线绝缘层和槽内绝缘材料的老化速度，缩短电机寿命，甚至会在电机运行时出现绕组短路故障，轻则造成财产损失，重则危及人身安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种定子、定子设计方法及双定子励磁磁场调制电机，旨在通过优化定子结构以提升电机的散热效果。

第一方面，提供一种定子设计方法，包括：

沿齿尖侧至齿根侧方向对定子齿身进行区域划分处理，得到若干个局部齿区，确定各局部齿区的齿宽；

依据局部齿区的齿宽和磁通密度计算各局部齿区的磁通；

设定各局部齿区的磁通密度阈值；

依据局部齿区的磁通和磁通密度阈值确定切割散热槽的位置，使局部齿区的磁通密度在该局部齿区的磁通密度阈值范围之内；

计算定子轭部的宽度需求值，依据定子轭部的宽度需求值和定子齿身边缘的宽度需求值设计齿-轭交接磁路。

在一些实施例中，所述依据局部齿区的齿宽和磁通密度计算各局部齿区的磁通，包括：

利用有限元法或磁路分析法计算各局部齿区的磁通密度，得到多个局部磁通密度，利用局部齿区的齿宽和局部磁通密度计算各局部齿区的磁通；

所述各局部齿区的磁通的计算公式为：

其中，为第i个局部齿区的磁通，B_i为第i个局部齿区的磁通密度，TW_i为第i个局部齿区的齿宽，i∈[1,2,...,n]，n为局部齿区的数量。

在一些实施例中，所述依据局部齿区的磁通和磁通密度阈值确定切割散热槽的位置，包括：

依据局部齿区的磁通和磁通密度阈值计算各局部齿区的宽度需求值，依据局部齿区的宽度最大值和宽度需求值计算该局部齿区的齿部空余量，在局部齿区的空余位置切割散热槽。

在一些实施例中，所述局部齿区的宽度需求值的计算公式为：

其中，TWn_i为第i个局部齿区的宽度需求值，为第i个局部齿区的磁通，B_max-i为第i个局部齿区的磁通密度阈值，i∈[1,2,...,n]，n为局部齿区的数量；

所述局部齿区的齿部空余量的计算公式为：