專利名稱：十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于汽車空調(diào)的外轉(zhuǎn)子形式的無刷電機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車零部件的要求越來越高，不僅有性能的要求，而且還有節(jié)能和環(huán)保方面的要求。目前汽車空調(diào)使用的還是有刷電機(jī)，在性能和節(jié)能環(huán)保方面均不及無刷電機(jī)，隨著電子元器件的性能不斷提高以及價(jià)格的不斷降低，無刷電機(jī)所具有高效率、低噪聲、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，用來替代有刷電機(jī)將是必然趨勢(shì)。目前針對(duì)使用在汽車空調(diào)上而開發(fā)的無刷電機(jī)，槽數(shù)與極數(shù)配合有的采用六槽四極，也有的采用十二槽八極；也就是在定子上有六個(gè)或十二個(gè)繞線的線槽或極靴，而在轉(zhuǎn)子上有四個(gè)或八個(gè)交替的南極和北極磁鋼。電機(jī)的槽數(shù)與極數(shù)的不同的配合，會(huì)產(chǎn)生不同的齒槽轉(zhuǎn)矩，而齒槽轉(zhuǎn)矩是電機(jī)電磁聲產(chǎn)生的根源之一。誠(chéng)如業(yè)內(nèi)人員所知曉的，齒槽轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的齒與磁極間的鎖止現(xiàn)象有關(guān)，齒槽轉(zhuǎn)矩與槽數(shù)與極數(shù)的最小公倍數(shù)成反比。以上提到的六槽四極的最小公倍數(shù)為12，十二槽八極的最小公倍數(shù)為24，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈的過程中，六槽四極的會(huì)出現(xiàn)12個(gè)鎖止點(diǎn)，十二槽八極的會(huì)出現(xiàn)24個(gè)鎖止點(diǎn)，而鎖止點(diǎn)越多，齒槽轉(zhuǎn)矩就越?。环粗嗳?。齒槽轉(zhuǎn)矩的大小，直接會(huì)影響到電磁聲的大??；一般齒槽轉(zhuǎn)矩越大，所產(chǎn)生的電磁聲就越大。為解決上述問題，業(yè)內(nèi)人士曾提出過一種通過改變磁極的內(nèi)弧面，使鎖止力減弱，可以起到降低齒槽轉(zhuǎn)矩的作用，呈如圖I所示，由于磁極的磁鋼11內(nèi)弧面110的圓弧與定子鐵芯13的圓弧130并不在同一個(gè)同心圓上，使磁鋼11與定子鐵芯13之間的氣隙在圓周上不一致，進(jìn)而增加了局部區(qū)間的氣隙長(zhǎng)度，換言之，等于增加了平均氣隙長(zhǎng)度，進(jìn)而會(huì)造成電機(jī)的性能的下降。此外，用降低磁鋼的磁性能或增加氣隙長(zhǎng)度也可以降低電機(jī)氣隙磁密度，從而可以減小齒槽轉(zhuǎn)矩，但是這樣同樣會(huì)降低電機(jī)性能和效率。另外，由于直流無刷電機(jī)定子的繞線方式亦會(huì)影響到其工作的性能及效率，合理地對(duì)定子繞組進(jìn)行繞制亦尤其重要，在現(xiàn)有技術(shù)中，定子繞組根據(jù)線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式不同，可分為集中式和分布式兩類，其中，相對(duì)于分布式繞組，上述集中式繞組因具有效率高、發(fā)熱量小和三相繞組對(duì)稱性好等優(yōu)點(diǎn)較為常見，請(qǐng)參閱圖2，顯示為現(xiàn)有技術(shù)中一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)的集中式定子繞組示意圖，定子繞組包括12個(gè)線圈元件，12個(gè)線圈分成U、V、W三相，分別纏繞到定子的12個(gè)齒上。如下圖所示，U相的一對(duì)線圈分別纏繞在齒12a及12b上，其中，齒12a上的線圈為順時(shí)針繞制，齒12b上的線圈為逆時(shí)針繞制，U相的另一對(duì)線圈分別纏繞在齒12g及12h上，其中，齒12g上的線圈為逆時(shí)針繞制，齒12b上的線圈為順時(shí)針繞制，類似地，V相的兩對(duì)線圈分別纏繞在齒12c、12d以及齒12i、12j上，W相的兩對(duì)線圈分別纏繞在齒12e、12f以及齒121^、121上，而且，上述三相比￥、W采用星形繞組方式，即U相的尾端、V相的尾端、W相的尾端連接在一起。但是，由于上述繞制方式中纏繞于同一相上的相鄰兩個(gè)線圈的連接方式為尾端接首端的順接串聯(lián)方式(電工術(shù)語為“尾接頭”)，其在額定的電壓下產(chǎn)生的電流相對(duì)較低，尤其是應(yīng)用在低壓環(huán)境下時(shí)會(huì)降低電機(jī)性能和效率；而且，在實(shí)際繞線過程中由于其在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向繞制的情況，進(jìn)而對(duì)繞線設(shè)備有著較高的要求，不利于提高生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本。因而，如何提供一種針對(duì)十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺陷，實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的直流無刷電機(jī)因增加了平均氣隙長(zhǎng)度而造成電機(jī)的性能的下降的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的直流無刷電機(jī)的定子繞組因順接串聯(lián)繞制及在順逆時(shí)針兩個(gè)方向的繞制方式而降低電機(jī)性能和效率的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，至少以下步驟包括I)提供一具有十二個(gè)齒槽的定子以及一具有十個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子，且所述定子中各該齒槽的末端弧面與所述轉(zhuǎn)子中各該磁極的內(nèi)表面的弧面共圓心；以及提供用于纏繞在所述定子各齒槽上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；2)自所述定子中一齒槽為起始順時(shí)針方向依次定義出第一直至第十二齒槽，并分別在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)，分別在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)；3)自一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)終止；然后，再依該繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)終止；最后依據(jù)上述方式纏繞另外兩相線圈。于本發(fā)明繞線方法的步驟3)中，所述第一相線圈的繞制為自所述第一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第一齒槽上纏繞所述第一相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第六齒槽上再纏繞多圈并于所述第一繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第一繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第七齒槽上纏繞所述第一相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第十二齒槽上再纏繞多圈并于所述第一繞線始點(diǎn)終止。于本發(fā)明繞線方法的步驟3)中，所述第二相線圈的繞制為自所述第二繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第九齒槽上纏繞所述第二相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第二齒槽上再纏繞多圈并于所述第二繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第二繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第三齒槽上纏繞所述第二相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第八齒槽上再纏繞多圈并于所述第二繞線始點(diǎn)終止。于本發(fā)明繞線方法的步驟3)中，所述第三相線圈的繞制為自所述第三繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第五齒槽上纏繞所述第三相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第十齒槽上再纏繞多圈并于所述第三繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第三繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第十一齒槽上纏繞所述第三相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第四齒槽上再纏繞多圈并于所述第三繞線始點(diǎn)終止。于本發(fā)明繞線方法的步驟3)中的繞制方式為三角形繞組方式或星形繞組方式。本發(fā)明還提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，至少包括轉(zhuǎn)子,具有十個(gè)磁極,各該磁極的內(nèi)表面為共圓心的弧面；定子，軸設(shè)于所述轉(zhuǎn)子中，具有十二個(gè)齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個(gè)齒槽依次包括第一直至第十二齒槽，在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置分別設(shè)有第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)，在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置分別設(shè)有第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)，各該齒槽的末端弧面與所述轉(zhuǎn)子中各該磁極的內(nèi)表面的弧面共圓心;繞組，纏繞在所述定子各齒槽上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；各相線圈中的一段繞線起始于一繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏繞多圈，并在第后五的齒槽上纏繞多圈，終止在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)；該線圈中的另一段繞線起始于該繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞多圈，并在第后十一的齒槽上纏繞多圈，終止于該繞線始點(diǎn)。于本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中，所述第一相線圈中的一段繞線起始于所述第一繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第一齒槽上纏繞多圈，并在第六齒槽上再纏繞多圈，終止于所述第一繞線終點(diǎn)；所述第一相線圈中的另一段繞線起始于所述第一繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第七齒槽上多圈，并在第十二齒槽上纏繞多圈，終止于所述第一繞線始點(diǎn)。于本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中，所述第二相線圈中的一段繞線起始于所述第二繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第九齒槽上纏繞多圈，并在第二齒槽上纏繞多圈，終止于所述第二繞線終點(diǎn)；所述第二相線圈中的另一段繞線起始于所述第二繞線終點(diǎn)， 于順時(shí)針方向在所述第三齒槽上纏繞多圈，并在第八齒槽上纏繞多圈，終止于所述第二繞線始點(diǎn)。于本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中，所述第三相線圈中的一段繞線起始于所述第三繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第五齒槽上纏繞多圈，并在第十齒槽上纏繞多圈，終止于所述第三繞線終點(diǎn)；所述第三相線圈中的另一段繞線起始于所述第三繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第十一齒槽上纏繞，并在第四齒槽上再纏繞多圈，終止于所述第三繞線始點(diǎn)。于本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中，所述繞組的繞制方式為三角形繞組或星形繞組。如上所述，本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法，具有以下有益效果本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)采取十二槽十極的槽數(shù)與極數(shù)的配合，其槽數(shù)與極數(shù)的最小公倍數(shù)為60，也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，會(huì)出現(xiàn)60個(gè)鎖止點(diǎn)，由于鎖止點(diǎn)數(shù)量較六槽四極的12個(gè)鎖止點(diǎn)及十二槽八極的24個(gè)鎖止點(diǎn)有大幅度地增加,其齒槽轉(zhuǎn)矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁聲。本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中的磁極的磁鋼內(nèi)弧面的圓弧保持了與定子鐵芯為同心圓，進(jìn)而使磁鋼與定子之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發(fā)揮磁鋼的磁性能，電機(jī)的性能和效率都能保持在較高的水平上。本發(fā)明的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)與圖2的現(xiàn)有技術(shù)比較，為雙組并聯(lián)繞組，具有繞組電阻小的優(yōu)點(diǎn)，適用于低電壓供電的場(chǎng)合，特別是在汽車12V供電時(shí)的使用。按照本發(fā)明繞線方法，可以在實(shí)際繞線過程中避免反方向繞制的現(xiàn)象，可以降低對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。



圖I顯示為現(xiàn)有技術(shù)中磁極磁鋼與定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)的集中式定子繞組示意圖。圖3顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中的轉(zhuǎn)子及定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子各齒槽分布示意圖。圖5顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子一相繞線方式示意圖。圖6顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子星形繞線示意圖。圖7顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子三角形繞組的繞線示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖3至圖7。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。本發(fā)明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，至少以下步驟包括請(qǐng)參閱圖3，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中的轉(zhuǎn)子及定子結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，步驟1)，提供一具有十二個(gè)齒槽221的定子22以及一具有十個(gè)磁極211的轉(zhuǎn)子21，且所述定子22中各該齒槽221的末端弧面2211與所述轉(zhuǎn)子21中各該磁極211的內(nèi)表面的弧面2111共圓心0，進(jìn)而使磁極211與齒槽221之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發(fā)揮磁極211的磁性能，電機(jī)的性能和效率都能保持在較高的水平上。再提供用于纏繞在所述定子22各齒槽221上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈；于本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的磁極211為磁鋼，所述第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈分別為U相線圈、V相線圈、以及W相線圈。
所述直流無刷電機(jī)中的齒槽221與磁極211的最小公倍數(shù)為60，也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)一圈，會(huì)出現(xiàn)60個(gè)鎖止點(diǎn)，由于鎖止點(diǎn)數(shù)量較六槽四極的12個(gè)鎖止點(diǎn)及十二槽八極的24個(gè)鎖止點(diǎn)有大幅度地增加，其齒槽轉(zhuǎn)矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁聲。請(qǐng)參閱圖4，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子各齒槽分布示意圖，如圖所示，步驟2)，自所述定子22中一齒槽為起始順時(shí)針方向依次定義出第一直至第十二齒槽(分別在圖中標(biāo)示為A、B、b、C、C、A’、以及a’、b’、B’、C’、c’、a)，并分別在第十二齒槽a與第一齒槽A之間、第八齒槽b’與第九齒槽B’之間、及第四齒槽c與第五齒槽C之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)(圖示中圓點(diǎn)所示的S1、S2、S3)，分別在第六齒槽A’與第七齒槽a’之間、第二齒槽B與第三齒槽b之間、及第十齒槽C’與第i^一齒槽c’之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)(圖示中圓點(diǎn)所示的E1、E2、E3)。請(qǐng)參閱圖5，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子一相繞線方式示意圖，需要說明的是，為了清晰顯示定子的繞線方式，圖5中僅以三相線圈中的一相繞組為 例進(jìn)行說明，如圖所示，步驟3)，自一繞線始點(diǎn)S起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽221上纏一相繞線圈(例如為U相)中的一段繞線LI，纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)E終止；然后，再依該繞線終點(diǎn)E起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線L2，纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)S終止。最后依據(jù)上述方式纏繞另外兩相線圈(即V相線圈和W相線圈)。為了進(jìn)一步突顯本發(fā)明的原理及功效，請(qǐng)參閱圖6，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子星形繞線示意圖，如圖所示，其中，實(shí)線是U相，代表所述第一相線圈，點(diǎn)劃線是V相，代表所述第二相線圈，虛線是W相，代表所述第三相線圈。圖中方框代表定子的每一個(gè)齒槽，方框下面的箭頭為繞線時(shí)的進(jìn)線方向，每個(gè)齒槽按字母的大小寫繞向相反。具體地，所述第一相線圈U的繞制為自所述第一繞線始點(diǎn)SI起始，朝順時(shí)針方向在所述第一齒槽A上纏繞所述第一相線圈U中的一段繞線Ul，纏繞多圈之后引至第六齒槽A’上再纏繞多圈并于所述第一繞線終點(diǎn)El終止；然后，自所述第一繞線終點(diǎn)El起始，朝順時(shí)針方向在所述第七齒槽a’上纏繞所述第一相線圈U中的另一段繞線U2，纏繞多圈之后引至第十二齒槽a上再纏繞多圈并于所述第一繞線始點(diǎn)SI終止。所述第二相線圈V的繞制為自所述第二繞線始點(diǎn)S2起始，朝順時(shí)針方向在所述第九齒槽B’上纏繞所述第二相線圈V中的一段繞線Vl，纏繞多圈之后引至第二齒槽B上再纏繞多圈并于所述第二繞線終點(diǎn)E2終止；然后，自所述第二繞線終點(diǎn)E2起始，朝順時(shí)針方向在所述第三齒槽b上纏繞所述第二相線圈V中的另一段繞線V2，纏繞多圈之后引至第八齒槽b’上再纏繞多圈并于所述第二繞線始點(diǎn)S2終止。所述第三相線圈W的繞制為自所述第三繞線始點(diǎn)S3起始，朝順時(shí)針方向在所述第五齒槽C上纏繞所述第三相線圈W中的一段繞線Wl，纏繞多圈之后引至第十齒槽C’上再纏繞多圈并于所述第三繞線終點(diǎn)E3終止；然后，自所述第三繞線終點(diǎn)E3起始，朝順時(shí)針方向在所述第十一齒槽c ’上纏繞所述第三相線圈W中的另一段繞線W2，纏繞多圈之后引至第四齒槽c上再纏繞多圈并于所述第三繞線始點(diǎn)S3終止。在實(shí)際的繞線過程中，也可以先從帶撇的中點(diǎn)開始繞，將其中一相四個(gè)繞組全部繞完后，在由中點(diǎn)連接線過渡到另外一相上再開始繞這一相的四個(gè)繞組，繞完后在由中點(diǎn)連接線過渡到最后一相，繞完剩余四個(gè)繞組。這樣可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進(jìn)而避免反方向繞制的現(xiàn)象，可以降低對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。在另一實(shí)施方式中，還可以采用三角形繞組的繞線方式，請(qǐng)參閱圖7，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子三角形繞組的繞線示意圖，如圖所示，其中，實(shí)線是U相，點(diǎn)劃線是V相，虛線是W相。圖中方框代表定子的每一個(gè)齒槽，每個(gè)齒槽按字母的大小寫繞向相反。在實(shí)際的繞制過程中，先將大寫字母的繞組全部繞完后，再繞小寫字母的繞組，這樣就可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進(jìn)而避免反方向繞制的現(xiàn)象，可以降低對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。本發(fā)明還提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，至少包括轉(zhuǎn)子21，定子22，以及繞組。所述轉(zhuǎn)子具有十個(gè)磁極211，各該磁極211的內(nèi)表面為共圓心的弧面；于本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的磁極為磁鋼。 所述定子軸設(shè)于所述轉(zhuǎn)子中，具有十二個(gè)齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個(gè)齒槽依次包括第一直至第十二齒槽(分別在圖中標(biāo)示為A、B、b、C、C、A’、以及a’、b’、B’、C’、c’、a)，并分別在第十二齒槽a與第一齒槽A之間、第八齒槽b’與第九齒槽B’之間、及第四齒槽c與第五齒槽C之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)(圖示中圓點(diǎn)所不的SI、S2、S3),分別在第六齒槽A’與第七齒槽a’之間、第二齒槽B與第三齒槽b之間、及第十齒槽C’與第十一齒槽c’之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)(圖示中圓點(diǎn)所示的E1、E2、E3)。各該齒槽的末端弧面與所述轉(zhuǎn)子中各該磁極的內(nèi)表面的弧面2111共圓心，進(jìn)而使磁極211與定子22之間的氣隙在圓周上保持不變，能最大限度地發(fā)揮磁極的磁性能，電機(jī)的性能和效率都能保持在較高的水平上。所述直流無刷電機(jī)中的齒槽221與磁極211的最小公倍數(shù)為60，也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子22旋轉(zhuǎn)一圈，會(huì)出現(xiàn)60個(gè)鎖止點(diǎn)，由于鎖止點(diǎn)數(shù)量較六槽四極的12個(gè)鎖止點(diǎn)及十二槽八極的24個(gè)鎖止點(diǎn)有大幅度地增加，其齒槽轉(zhuǎn)矩也就大幅度地減小，從而有效地減小了由齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁聲。所述繞組纏繞在所述定子22各齒槽221上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；于本實(shí)施例中，所述第一相線圈、第二相線圈、及第三相線圈分別為U相線圈、V相線圈、以及W相線圈。各相線圈中的一段繞線自一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)終止；該線圈中的一段繞線依該繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)終止。呈如圖5所示，各相線圈中的一段繞線自一繞線始點(diǎn)S起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽221上纏一相繞線圈(例如為U相)中的一段繞線LI，纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)E終止；然后，再依該繞線終點(diǎn)E起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線L2，纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)S終止。
請(qǐng)參閱圖6，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子星形繞線示意圖，如圖所示，其中，實(shí)線是U相，代表所述第一相線圈，點(diǎn)劃線是V相，代表所述第二相線圈，虛線是W相，代表所述第三相線圈。圖中方框代表定子的每一個(gè)齒槽，方框下面的箭頭為繞線時(shí)的進(jìn)線方向，每個(gè)齒槽按字母的大小寫繞向相反。具體地，所述第一相線圈U的繞制為自所述第一繞線始點(diǎn)SI起始，朝順時(shí)針方向在所述第一齒槽A上纏繞所述第一相線圈U中的一段繞線Ul，纏繞多圈之后引至第六齒槽A’上再纏繞多圈并于所述第一繞線終點(diǎn)El終止；然后，自所述第一繞線終點(diǎn)El起始，朝順時(shí)針方向在所述第七齒槽a’上纏繞所述第一相線圈U中的另一段繞線U2，纏繞多圈之后引至第十二齒槽a上再纏繞多圈并于所述第一繞線始點(diǎn)SI終止。所述第二相線圈V的繞制為自所述第二繞線始點(diǎn)S2起始，朝順時(shí)針方向在所述第九齒槽B’上纏繞所述第二相線圈V中的一段繞線Vl，纏繞多圈之后引至第二齒槽B上再纏 繞多圈并于所述第二繞線終點(diǎn)E2終止；然后，自所述第二繞線終點(diǎn)E2起始，朝順時(shí)針方向在所述第三齒槽b上纏繞所述第二相線圈V中的另一段繞線V2，纏繞多圈之后引至第八齒槽b’上再纏繞多圈并于所述第二繞線始點(diǎn)S2終止。所述第三相線圈W的繞制為自所述第三繞線始點(diǎn)S3起始，朝順時(shí)針方向在所述第五齒槽C上纏繞所述第三相線圈W中的一段繞線Wl，纏繞多圈之后引至第十齒槽C’上再纏繞多圈并于所述第三繞線終點(diǎn)E3終止；然后，自所述第三繞線終點(diǎn)E3起始，朝順時(shí)針方向在所述第十一齒槽c ’上纏繞所述第三相線圈W中的另一段繞線W2，纏繞多圈之后引至第四齒槽c上再纏繞多圈并于所述第三繞線始點(diǎn)S3終止。在實(shí)際的繞線過程中，先從帶撇的中點(diǎn)開始繞，將其中一相四個(gè)繞組全部繞完后，在由中點(diǎn)連接線過渡到另外一相上再開始繞這一相的四個(gè)繞組，繞完后在由中點(diǎn)連接線過渡到最后一相，繞完剩余四個(gè)繞組。這樣可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進(jìn)而避免反方向繞制的現(xiàn)象，可以降低對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。在另一實(shí)施方式中，還可以采用三角形繞組的繞線方式，請(qǐng)參閱圖7，顯示為本發(fā)明十二槽十極三相直流無刷電機(jī)中定子三角形繞組的繞線示意圖，如圖所示，其中，實(shí)線是U相，點(diǎn)劃線是V相，虛線是W相。圖中方框代表定子的每一個(gè)齒槽，每個(gè)齒槽按字母的大小寫繞向相反。在實(shí)際的繞制過程中，先將大寫字母的繞組全部繞完后，再繞小寫字母的繞組，這樣就可以從頭繞到尾，而且不用反方向繞，進(jìn)而避免反方向繞制的現(xiàn)象，可以降低對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。綜上所述，本發(fā)明針對(duì)十二槽十極三相繞組的外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)定子的繞線方式。繞組形式為集中式繞組；比較分布式繞組，集中式繞組具有效率高、發(fā)熱量小、繞制簡(jiǎn)單和三相繞組對(duì)稱性好等優(yōu)點(diǎn)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，其特征在于，所述繞線方法至少以下 步驟包括 1)提供一具有十二個(gè)齒槽的定子以及一具有十個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子，且所述定子中各該齒槽的末端弧面與所述轉(zhuǎn)子中各該磁極的內(nèi)表面的弧面共圓心；以及提供用于纏繞在所述定子各齒槽上的繞組，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈； 2)自所述定子中一齒槽為起始順時(shí)針方向依次定義出第一直至第十二齒槽，并分別在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)，分別在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置定義出第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)； 3)自一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)終止；然后，再依該繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)終止；最后依據(jù)上述方式纏繞另外兩相線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，其特征在于于所述步驟3)中，所述第一相線圈的繞制為自所述第一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第一齒槽上纏繞所述第一相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第六齒槽上再纏繞多圈并于所述第一繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第一繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第七齒槽上纏繞所述第一相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第十二齒槽上再纏繞多圈并于所述第一繞線始點(diǎn)終止。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，其特征在于于所述步驟3)中，所述第二相線圈的繞制為自所述第二繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第九齒槽上纏繞所述第二相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第二齒槽上再纏繞多圈并于所述第二繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第二繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第三齒槽上纏繞所述第二相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第八齒槽上再纏繞多圈并于所述第二繞線始點(diǎn)終止。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，其特征在于于所述步驟3)中，所述第三相線圈的繞制為自所述第三繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第五齒槽上纏繞所述第三相線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第十齒槽上再纏繞多圈并于所述第三繞線終點(diǎn)終止；然后，自所述第三繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在所述第十一齒槽上纏繞所述第三相線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第四齒槽上再纏繞多圈并于所述第三繞線始點(diǎn)終止。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)定子的繞線方法，其特征在于于所述步驟3)中的繞制方式為三角形繞組方式或星形繞組方式。
6.一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，其特征在于，至少包括 轉(zhuǎn)子，具有十個(gè)磁極，各該磁極的內(nèi)表面為共圓心的弧面； 定子，軸設(shè)于所述轉(zhuǎn)子中，具有十二個(gè)齒槽，各該齒槽的末端弧面共圓心，所述的十二個(gè)齒槽依次包括第一直至第十二齒槽，在第十二與第一齒槽之間、第八與第九齒槽之間、及第四與第五齒槽之間的根部位置分別設(shè)有第一、第二、及第三繞線始點(diǎn)，在第六與第七齒槽之間、第二與第三齒槽之間、及第十與第十一齒槽之間的根部位置分別設(shè)有第一、第二、及第三繞線終點(diǎn)，各該齒槽的末端弧面與所述轉(zhuǎn)子中各該磁極的內(nèi)表面的弧面共圓心； 繞組，纏繞在所述定子各齒槽上，包括分別具有兩段繞線的第一相、第二相、及第三相線圈；各相線圈中的一段繞線起始于一繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏繞多圈，并在第后五的齒槽上纏繞多圈，終止在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)；該線圈中的另一段繞線起始于該繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞多圈，并在第后十一的齒槽上纏繞多圈，終止于該繞線始點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，其特征在于所述第一相線圈中的一段繞線起始于所述第一繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第一齒槽上纏繞多圈，并在第六齒槽上再纏繞多圈，終止于所述第一繞線終點(diǎn)；所述第一相線圈中的另一段繞線起始于所述第一繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第七齒槽上多圈，并在第十二齒槽上纏繞多圈，終止于所述第一繞線始點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，其特征在于所述第二相線圈中的一段繞線起始于所述第二繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第九齒槽上纏繞多圈，并在第二齒槽上纏繞多圈，終止于所述第二繞線終點(diǎn)；所述第二相線圈中的另一段繞線起始于所述第二繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第三齒槽上纏繞多圈，并在第八齒槽上纏繞多圈，終止于所述第二繞線始點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，其特征在于所述第三相線圈中的一段繞線起始于所述第三繞線始點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第五齒槽上纏繞多圈，并在第十齒槽上纏繞多圈，終止于所述第三繞線終點(diǎn)；所述第三相線圈中的另一段繞線起始于所述第三繞線終點(diǎn)，于順時(shí)針方向在所述第十一齒槽上纏繞，并在第四齒槽上再纏繞多圈，終止于所述第三繞線始點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的十二槽十極三相直流無刷電機(jī)，其特征在于所述繞組的繞制方式為三角形繞組或星形繞組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種十二槽十極三相直流無刷電機(jī)及其定子的繞線方法，所述方法為提供十二個(gè)齒槽定子及十磁極轉(zhuǎn)子，使定子齒槽的末端弧面與磁極內(nèi)表面弧面共圓心；再提供三相線圈繞組，然后，自一繞線始點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)齒槽上纏一相繞線圈中的一段繞線，纏繞多圈之后引至第后五的齒槽上再纏繞多圈，并在與該繞線始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的繞線終點(diǎn)終止；然后，再依該繞線終點(diǎn)起始，朝順時(shí)針方向在第后六的齒槽上纏繞該線圈中的另一段繞線，纏繞多圈之后引至第后十一的齒槽上再纏繞多圈后，于該繞線始點(diǎn)終止；最后依據(jù)上述方式纏繞另外兩相線圈，如此可避免反方向繞制的現(xiàn)象，也降低了對(duì)繞線設(shè)備的要求，使繞線設(shè)備制造簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)H02K15/085GK102780337SQ20121023992
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉小波 申請(qǐng)人:上海航天汽車機(jī)電股份有限公司