一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電的制造方法
【專利摘要】一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)腔中，定子包括60個槽且轉(zhuǎn)子包括8個電極，或轉(zhuǎn)子包括60個槽且定子包括8個電極，定子或轉(zhuǎn)子中包括有多個波繞組，任意一個波繞組的節(jié)距是6或7，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另一個槽的上層邊組成，或者，定子或轉(zhuǎn)子中包括有多個疊繞組，任意一個疊繞組的節(jié)距是6，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，在每對極下的5個線圈中，前三個線圈朝一個方向疊繞，后兩個線圈反向疊繞。本實用新型具有高轉(zhuǎn)速時扭矩波動小，反電動勢諧波含量低的特點，能增加整個運行轉(zhuǎn)速范圍的功率。
【專利說明】一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣領(lǐng)域，尤其涉及一種三相同步電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車的應(yīng)用越來越受重視。電動汽車上安裝有電動機(jī)以提供動力?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于電動汽車的電動機(jī)的性能不理想，表現(xiàn)為扭矩小、振動噪聲高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，所述的這種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)要解決現(xiàn)有技術(shù)中用于電動汽車的電動機(jī)扭矩小、振動噪聲高的技術(shù)問題。
[0004]本實用新型的這種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述的定子具有一個圓柱型的內(nèi)腔，所述的轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置在定子的內(nèi)腔中，其中，所述的定子包括有60個槽、且所述的轉(zhuǎn)子包括有8個電極，或者所述的轉(zhuǎn)子包括有60個槽、且所述的定子包括有8個電極，定子或者轉(zhuǎn)子中包括有兩個以上數(shù)目的波繞組，任意一個所述的波繞組的節(jié)距是6或者7，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，或者，定子或者轉(zhuǎn)子中包括有兩個以上數(shù)目的疊繞組，任意一個所述的疊繞組的節(jié)距是6，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，在每對極下的5個線圈中，前三個線圈朝一個方向疊繞，后兩個線圈反向疊繞。
[0005]進(jìn)一步的，繞組組合成I支路、或者2支路、或者4支路。
[0006]進(jìn)一步的，定子或者轉(zhuǎn)子中包括有一個第一繞組、一個第二繞組和一個第三繞組，定子的內(nèi)壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于定子軸向的凹槽、且在轉(zhuǎn)子中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，或者，在轉(zhuǎn)子的外壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于轉(zhuǎn)子軸向的凹槽、且在定子中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，所述的第一繞組、第二繞組和第三繞組設(shè)置在所述的凹槽中，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用波繞組形式，每個波繞組的節(jié)距是6或者7，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中3個線圈采用波繞組的形式向一方向繞制，剩余的另外2個線圈以波繞組形式向反方向繞制，所述的3個線圈與所述的2個線圈之間通過過橋線連接，或者，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用疊繞組形式，每個疊繞組的節(jié)距是6，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中前三個線圈疊繞后、再反向串聯(lián)另外2個疊繞線圈。
[0007]本實用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型提供了改進(jìn)的電機(jī)繞組的分布形式，具有高轉(zhuǎn)速時扭矩波動小，反電動勢諧波含量低的特點，能夠增加整個運行轉(zhuǎn)速范圍的功率，適合電動汽車使用。本實用新型可實現(xiàn)分?jǐn)?shù)槽分布繞組的自動下線，并保留了分?jǐn)?shù)槽分布繞組的優(yōu)點。它具備調(diào)速范圍增大、齒槽力矩低、高頻噪聲低等優(yōu)點。本發(fā)明所描述的電樞繞組別適合于批產(chǎn)工藝性要求較高，低壓高性能同步電機(jī)繞組。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第一實施例中的第一個繞組的分布形式。
[0009]圖2是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第一實施例中的第二個繞組的分布形式。
[0010]圖3是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第一實施例中的第三個繞組的分布形式。
[0011]圖4是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第二實施例中的第一個繞組的分布形式的四分之一模型。
[0012]圖5是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第二實施例中的第二個繞組的分布形式的四分之一模型。
[0013]圖6是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第二實施例中的第三個繞組的分布形式的四分之一模型。
[0014]圖7是是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的第二實施例中的電機(jī)的I支路下的三相繞組圖。
[0015]圖8是采用本實用新型的電機(jī)與兩種采用常用繞組的電機(jī)的反電動勢波形比較圖。
[0016]圖9是采用本實用新型的電機(jī)與兩種采用常用繞組的電機(jī)的扭矩特性比較圖。
[0017]圖10是采用本實用新型的電機(jī)與兩種采用常用繞組的電機(jī)的功率特性比較圖。
[0018]圖11是采用本實用新型的電機(jī)的徑向力波的階次分析圖。
[0019]圖12是48槽8極電機(jī)的徑向力波的階次分析圖。
[0020]圖13是36槽8極電機(jī)的徑向力波的階次分析圖。
[0021]圖14是本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)的四分之一徑向截面示意圖。

【具體實施方式】
[0022]實施例1:
[0023]如圖1、圖2、圖3和圖14所示，本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，包括定子I和轉(zhuǎn)子4，所述的定子I具有一個圓柱型的內(nèi)腔，所述的轉(zhuǎn)子4同軸設(shè)置在定子I的內(nèi)腔中，其中，所述的定子I包括有60個槽、且所述的轉(zhuǎn)子4包括有8個電極3，或者所述的轉(zhuǎn)子4包括有60個槽、且所述的定子I包括有8個電極3，定子I或者轉(zhuǎn)子4中包括有兩個以上數(shù)目的波繞組2，任意一個所述的波繞組2的節(jié)距是6或者7，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成。
[0024]進(jìn)一步的，定子I或者轉(zhuǎn)子4中包括有一個第一繞組、一個第二繞組和一個第三繞組，定子I的內(nèi)壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于定子I軸向的凹槽、且在轉(zhuǎn)子4中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，或者，在轉(zhuǎn)子4的外壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于轉(zhuǎn)子4軸向的凹槽、且在定子I中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，所述的第一繞組、第二繞組和第三繞組設(shè)置在所述的凹槽中，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用波繞組形式，每個波繞組的節(jié)距是6或者7，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中3個線圈采用波繞組的形式向一方向繞制，剩余的另外2個線圈以波繞組形式向反方向繞制，所述的3個線圈與所述的2個線圈之間通過過橋線連接。
[0025]實施例2
[0026]適合三相60槽8極單根扁平漆包線繞組電機(jī)。實施例1采用雙層繞組且每槽兩個導(dǎo)體。電機(jī)的第一套繞組如圖1所示。電機(jī)的第二套繞組如圖2所示。電機(jī)的第三套繞組如圖3所示。一個線圈由不同槽的上下兩個導(dǎo)體組成，節(jié)距是6，每個線圈以行波的形式連接。例如3- (9)-18- (24)-33- (39)-48- (54)-2，完成4個線圈組成一個支路。以同樣的方式形成另外四個支路，最后把5個支路串聯(lián)起來，形成一個整體的繞組。同樣也適合節(jié)距為7的繞組連接形式。例如3- (10) -18- (25)-32- (40)-48- (55)_2。
[0027]實施例3
[0028]如圖4、圖5、圖6所示，本實用新型的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，包括定子I和轉(zhuǎn)子4、所述的定子I具有一個圓柱型的內(nèi)腔，所述的轉(zhuǎn)子4同軸設(shè)置在定子I的內(nèi)腔中，其中，所述的定子I包括有60個槽、且所述的轉(zhuǎn)子4包括有8個電極3，或者所述的轉(zhuǎn)子4包括有60個槽、且所述的定子I包括有8個電極3，定子I或者轉(zhuǎn)子4中包括有兩個以上數(shù)目的疊繞組，任意一個所述的疊繞組的節(jié)距是6，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，在每對極下的5個線圈中，前三個線圈朝一個方向疊繞，后兩個線圈反向疊繞。
[0029]進(jìn)一步的，繞組組合成I支路、或者2支路、或者4支路。
[0030]進(jìn)一步的，定子I或者轉(zhuǎn)子4中包括有一個第一繞組、一個第二繞組和一個第三繞組，定子I的內(nèi)壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于定子I軸向的凹槽、且在轉(zhuǎn)子4中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，或者，在轉(zhuǎn)子4的外壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于轉(zhuǎn)子4軸向的凹槽、且在定子I中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，所述的第一繞組、第二繞組和第三繞組設(shè)置在所述的凹槽中，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用疊繞組形式，每個疊繞組的節(jié)距是6，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中前三個線圈疊繞后、再反向串聯(lián)另外2個疊繞線圈。
[0031]實施例4
[0032]適合三相60槽8極多股圓漆包線繞組電機(jī)。實施例4采用雙層繞組且每槽兩層多個導(dǎo)體。電機(jī)的第一套繞組的I支路如圖4所示。電機(jī)的第二套繞組的I支路如圖5所示。電機(jī)的第三套繞組的I支路如圖6所示。電機(jī)的I支路下的三相繞組如圖7所示。電機(jī)每對極一個繞組支路有5個線圈組，節(jié)距是6，其中前3個線圈以逆時針疊繞，后2個線圈以順時針疊繞，最后串聯(lián)起5個線圈。例如1- (7)-2- (8)-3- (9)- (16)-1)- (15)-9,完成了一個支路。以同樣的方式形成另外3個極下的3個支路。這四個支路可以靈活的組成I路、2路或者4路并聯(lián)形式。
[0033]圖8描述了三種不同繞組電機(jī)的反電動勢。其中曲線301是采用本實用新型的電機(jī)在空載下的線電動勢波形，它主要含有5、7、29、31次諧波。曲線302是48槽8極電機(jī)的空載下的線電動勢波形，它主要還有5、7、11、13次諧波。曲線曲線303是36槽8極電機(jī)的空載下的線電動勢波形，它主要還有5、7、17、19次諧波。
[0034]圖9描述了三種不同繞組電機(jī)的扭矩特性。其中曲線401反映了采用本實用新型的電機(jī)的扭矩。曲線401最大扭矩略低于36槽電機(jī)(曲線403)，但高轉(zhuǎn)速時的功率要遠(yuǎn)大于36槽電機(jī)。曲線401的扭矩大于48槽電機(jī)(曲線402)。
[0035]圖10描述了三種不同繞組電機(jī)的功率特性。其中曲線501反映了采用本實用新型的電機(jī)的功率。曲線501的最大功率略低于36槽電機(jī)(曲線503)，但高轉(zhuǎn)速時的功率要遠(yuǎn)大于36槽電機(jī)。曲線501的功率大于48槽電機(jī)(曲線502)。
[0036]圖11描述了采用本實用新型的電機(jī)的氣隙徑向力波的階次分析特性。圖12和圖13描述了另外兩種電機(jī)的氣隙徑向力波的階次分析。根據(jù)圖示說明，60槽8極電機(jī)相比36槽8極，4階次力波近似只有36槽的六分之一。60槽8極電機(jī)相比48槽8極，8階次和16階次均比48槽電機(jī)小。結(jié)合電磁振動與噪聲與階次的4次方成正比的原理，可推知采用本實用新型的電機(jī)電磁噪聲會明顯低于36槽電機(jī)，略低于48槽電機(jī)。
[0037]綜合對比三種電機(jī)的扭矩、功率和階次力波。采用本實用新型的電機(jī)，在保證低速扭矩不變的情況下，增大了電機(jī)的高速輸出功率，同時還在電磁噪聲方面優(yōu)化另外常用的兩種電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述的定子具有一個圓柱型的內(nèi)腔，所述的轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置在定子的內(nèi)腔中，其特征在于:所述的定子包括有60個槽、且所述的轉(zhuǎn)子包括有8個電極，或者所述的轉(zhuǎn)子包括有60個槽、且所述的定子包括有8個電極，定子或者轉(zhuǎn)子中包括有兩個以上數(shù)目的波繞組，任意一個所述的波繞組的節(jié)距是6或者7，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，或者，定子或者轉(zhuǎn)子中包括有兩個以上數(shù)目的疊繞組，任意一個所述的疊繞組的節(jié)距是6，每槽分成上下兩層繞組，每個線圈由一個槽的上層邊和另外一個槽的上層邊組成，在每對極下的5個線圈中，前三個線圈朝一個方向疊繞，后兩個線圈反向疊繞。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，其特征在于:繞組組合成1支路、或者2支路、或者4支路。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的三相同步電機(jī)，其特征在于:定子或者轉(zhuǎn)子中包括有一個第一繞組、一個第二繞組和一個第三繞組，定子的內(nèi)壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于定子軸向的凹槽、且在轉(zhuǎn)子中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，或者，在轉(zhuǎn)子的外壁中沿圓周向均勻設(shè)置有60個平行于轉(zhuǎn)子軸向的凹槽、且在定子中沿圓周向均勻設(shè)置有8個磁極，所述的第一繞組、第二繞組和第三繞組設(shè)置在所述的凹槽中，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用波繞組形式，每個波繞組的節(jié)距是6或者7，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中3個線圈采用波繞組的形式向一方向繞制，剩余的另外2個線圈以波繞組形式向反方向繞制，所述的3個線圈與所述的2個線圈之間通過過橋線連接，或者，第一繞組、第二繞組和第三繞組均采用疊繞組形式，每個疊繞組的節(jié)距是6，任意一個凹槽中均設(shè)置有內(nèi)外兩層繞組通道，第一繞組、第二繞組和第三繞組中的任意一個線圈均由位于一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體與位于另一個凹槽的外層繞組通道中的導(dǎo)體構(gòu)成，每極每相的線圈數(shù)是5，其中前三個線圈疊繞后、再反向串聯(lián)另外2個疊繞線圈。
【文檔編號】H02K19/00GK204244043SQ201420618335
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李周清, 蔣卿正, 曹紅飛 申請人:華域汽車電動系統(tǒng)有限公司