一種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)，將U相繞組線圈的其中一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為U，將V相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為V，將W相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為W；以第一槽為U相繞組起點，以第四槽為V相繞組起點，以第七槽為W相繞組起點，則設(shè)置有繞組線圈的各槽按如下方式依次分布：自第一槽起，有M1組的槽組合UUWV，M2組的槽組合UWWV，M3組的槽組合UWVV，M4組的槽組合UWV；且兩個相鄰槽內(nèi)同相繞組線圈或者同一槽內(nèi)同相繞組線圈的電流方向相同。
【專利說明】
-種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種繞組結(jié)構(gòu)，尤其設(shè)及一種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距 繞組結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)，繞組技術(shù)是電機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。
[0003] 已有的繞組體系已經(jīng)不能滿足目前電機(jī)設(shè)計對髙性能的苛刻要求，現(xiàn)有繞組體系 用于永磁電機(jī)需要斜槽、斜極、開輔助槽等特殊工藝解決齒槽力矩，既提高了生產(chǎn)加工難 度，又降低了電機(jī)性能和效能。因此，研制開發(fā)一種不需要斜槽就可W有效消除齒槽力矩的 繞組方案，是目前急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提供一種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞 組結(jié)構(gòu)。
[0005] 本發(fā)明所述無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)，所述繞組線圈分布 于各槽內(nèi)，
[0006] 槽的數(shù)量由如下公式確定:Z = (6K-2 )*4-1，其中，Z為槽的數(shù)量，K為計算系數(shù)，K的 取值范圍為大于或等于2的正整數(shù);4為繞組的線圈跨距；
[0007] 磁極的數(shù)量由如下公式確定:2P = 6K-2，其中，2P為磁極的數(shù)量；
[000引將U相繞組線圈的其中一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為U，將V相繞組線圈的一邊 位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為V，將W相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為W;
[0009] W第一槽為U相繞組起點，W第四槽為V相繞組起點，W第屯槽為W相繞組起點，貝U 設(shè)置有繞組線圈的各槽按如下方式依次分布：
[0010] 自第一槽起，有Ml組的槽組合UUWV，M2組的槽組合UWWV，M3組的槽組合UWW，M4組 的槽組合UWV;且兩個相鄰槽內(nèi)同相繞組線圈或者同一槽內(nèi)同相繞組線圈的電流方向相同；
[0011] 其中，Ml = (2P-1 )/3，M1為槽組合UUWV的重復(fù)數(shù)量；
[001 ^ M2 = (2P-1) /3，M2為槽組合UWWV的重復(fù)數(shù)量；
[001 ；3 ] M3 = (2P-1) /3，M3為槽組合UWVV的重復(fù)數(shù)量；
[0014] M4 = 2P*4-Z，M4為槽組合UWV的重復(fù)數(shù)量。
[0015] 本發(fā)明所述的無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)中，所述K的取值 為2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
[0016] 本發(fā)明所述的無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)中，先確定磁極數(shù) 和槽數(shù)，再根據(jù)磁極數(shù)和槽數(shù)確定繞組結(jié)構(gòu)。由于磁極數(shù)和槽數(shù)的最小公倍數(shù)等于磁極數(shù) 和槽數(shù)的乘積，因此使齒槽力矩基波頻率做到最高，可W有效降低直槽齒槽力矩波動的幅 值，采用直槽結(jié)構(gòu)就可W使齒槽力矩降到極低值。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組的U相繞組在各槽 內(nèi)的分布示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明所述無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組的=相繞組線圈在 各槽的分布示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)W實施。
[0020] 永磁直流無刷電機(jī)齒槽力矩的基波頻率，等于磁極數(shù)和槽（即定子槽)數(shù)的最小公 倍數(shù)?；l率值越小，齒槽力矩越大;反之，基波頻率值越大，齒槽力矩越小，那么，使磁極 數(shù)和槽數(shù)的最小公倍數(shù)等于磁極數(shù)和槽數(shù)的乘積，將會使齒槽力矩基波頻率做到最高，可 W有效降低直槽齒槽力矩波動的幅值，令采用直槽結(jié)構(gòu)就可W使齒槽力矩降到極低值。
[0021] 本發(fā)明所述的無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)，所述繞組線圈分 布于各槽內(nèi)。運里所述的長距繞組，即是指每極所占槽數(shù)小于繞組下線跨距的繞組。
[0022 ]槽(即定子槽)的數(shù)量由如下公式確定:Z=(服-2) *4-1，其中，Z為槽的數(shù)量，K為計 算系數(shù)，K的取值范圍為大于或等于2的正整數(shù);4為繞組的線圈跨距。在實際生產(chǎn)中，K的取 值可為2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
[0023] 磁極的數(shù)量由如下公式確定:2P = 6K-2，其中，2P為磁極的數(shù)量；
[0024] 將U相繞組線圈的其中一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為U，將V相繞組線圈的一邊 位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為V，將W相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為W;
[0025] W第一槽為U相繞組起點，W第四槽為V相繞組起點，W第屯槽為W相繞組起點，貝U 設(shè)置有繞組線圈的各槽按如下方式依次分布：
[00%] 自第一槽起，有Ml組的槽組合UUWV，M2組的槽組合UWWV，M3組的槽組合UWW，M4組 的槽組合UWV;且兩個相鄰槽內(nèi)同相繞組線圈或者同一槽內(nèi)同相繞組線圈的電流方向相同； [0027] 其中，Ml = (2P-1)/3，M1為槽組合UUWV的重復(fù)數(shù)量；
[002引 M2 = (2P-1)/3，M2為槽組合UWWV的重復(fù)數(shù)量；
[0029] M3 = (2P-1)/3，M3為槽組合UWVV的重復(fù)數(shù)量；
[0030] M4 = 4*2P-Z，M4為槽組合UWV的重復(fù)數(shù)量。
[0031] 當(dāng)計算系數(shù)K取值為2時，所述槽的數(shù)量Z的值為39,磁極的數(shù)量為10,那么，39槽10 極永磁直流無刷電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù)的最小公倍數(shù)是390。相較于現(xiàn)有的9槽8極永磁直流無 刷電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù)，其最小公倍數(shù)是72;現(xiàn)有的48槽8極永磁直流無刷電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù) 的最小公倍數(shù)是48;現(xiàn)有的72槽24極永磁直流無刷電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù)的最小公倍數(shù)是72， 可W明顯看出，本發(fā)明所提供的磁極數(shù)和槽數(shù)組合（即使是最小數(shù)量的）能明顯提高基波頻 率，令轉(zhuǎn)矩波動幅值明顯減小。
[0032] 當(dāng)計算系數(shù)K取值為4時，所述槽的數(shù)量Z的值為87,磁極的數(shù)量為22，87槽22極永 磁直流無刷電機(jī)的極數(shù)和槽數(shù)的最小公倍數(shù)是1914,可W更加明顯的提高基波頻率，W降 低齒槽力矩。
[0033] 仍根據(jù)前述示例，W計算系數(shù)K取值為4為例說明各繞組在槽內(nèi)的分布情況。
[0034] 本發(fā)明中，是將U相繞組線圈的其中一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為U，將V相繞組 線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為V，將W相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記 為W。
[0035] 在具體繞制繞組線圈時，是W第一槽為U相繞組起點，W第四槽為V相繞組起點，W 第屯槽為W相繞組起點。那么，設(shè)置有繞組線圈的各槽按如下方式依次分布：
[0036] 自第一槽起，有Ml組的槽組合UUWV，此時，根據(jù)Ml = (2P-1) /3 = (22-1) /3 = 7，可知 有7組的槽組合UUWV，即前4個槽內(nèi)依次設(shè)置有U相繞組、U相繞組、W相繞組、V相繞組，且上述 U相繞組、U相繞組、W相繞組、V相繞組的繞組線圈的其中一邊分別位于前4個槽內(nèi)的上層。由 于本發(fā)明所設(shè)及的繞組長距繞組的跨距為4,那么上述4個槽內(nèi)的U相繞組、U相繞組、W相繞 組、V相繞組的繞組線圈的另一邊即分別位于第4槽、第5槽、第6槽、第7槽內(nèi)，且運些線圈的 另一邊位于各自槽內(nèi)的下層。如此重復(fù)，直至繞制完第屯組，即繞制到第28槽截止，即第25 槽、26槽、27槽、28槽內(nèi)的上層對應(yīng)為U相繞組、U相繞組、W相繞組、V相繞組。
[0037] 同理，有M2組的槽組合UWWV，根據(jù)M2的計算公式可知有M2 = 7，即有7組的槽組合 UWWV，依次順序分布于第29槽至第56槽。
[003引同理，有M3組的槽組合UWVV，根據(jù)M3的計算公式可知有M3 = 7，即有7組的槽組合 UWW，依次順序分布于第57槽至第84槽。
[0039] 同理，有M4組的槽組合UWV，根據(jù)M4的計算公式可知有M4 = l，即有1組的槽組合 UWV，依次順序分布于第85槽至第87槽。
[0040] 由此，可得出87個槽內(nèi)繞組分布表，即如表1所示
[0041] 表 1
[0042]
[
[0044]根據(jù)上述表1中記載的槽標(biāo)記與對應(yīng)槽數(shù)之間的關(guān)系，可W確定出各槽內(nèi)的繞組 分布情況。
[0045] 其中，U相繞組線圈的其中一邊處于各槽內(nèi)的上層的槽有：1、2、5、6、9、10、13、14、 17、18、21、22、25、26、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77、81、85;對應(yīng)的，根據(jù)繞 組線圈跨距為4,可知U相繞組線圈的另一邊依次分別處于下列各槽的下層:4、5、8、9、12、 13、16、17、20、21、24、25、28、29、32、36、40、44、48、52、56、60、64、68、72、76、80、84、1。并由 U 上可得到U相繞組線圈如圖1所示的在各槽內(nèi)的分布圖。從圖1中可W看出，U相繞組線圈W 第1槽為U相起點，即U相的電源線，可W視第1槽為電流入向，將引出到電機(jī)接線端子。U相繞 組位于第1槽的線圈的一邊處于第1槽的上層(用實線表示），根據(jù)繞組線圈跨距為4,所述第 1槽線圈的一邊相對的另一邊繞到第4槽，且位于第4槽的下層（用虛線表示）。需要說明的 是，在同一槽內(nèi)，不一定只有一相繞組線圈，完全可能存在另一相的繞組線圈。無論在同一 槽內(nèi)的繞組線圈是否為同一相，本發(fā)明中均要求位于同一槽內(nèi)的同相繞組線圈的電流方向 要一致，并且，進(jìn)一步的要求位于相鄰槽的同相繞組線圈的電流方向也要一致，并W此為標(biāo) 準(zhǔn)在各槽內(nèi)繞制繞組線圈。也就是說，在將各繞組線圈連接時只考慮電流方向，而不做首尾 關(guān)系約定。
[0046] 如圖1所示，所述第1槽線圈的一邊相對的另一邊繞到第4槽，且位于第4槽的下層， 其電流方向可視為出向。因第1槽、第2槽內(nèi)繞制有連續(xù)的兩個U相繞組線圈，故按先后順序， 繞組線圈的另一邊自第4槽出來后又進(jìn)入第2槽的上層?？蒞看出，相鄰的第1槽和第2槽，同 相繞組一一U相繞組線圈的電流方向相同。自第2槽進(jìn)來的U相繞組線圈的另一邊自第5槽出 來，且位于第5槽的下層。運樣，對于第1槽、第2槽而言，U相繞組線圈均為入向；對于第4槽、 第5槽而言，U相繞組線圈均為出向。
[0047] 根據(jù)前述U相繞組線圈在各槽內(nèi)上層的分布情況，可知第5槽、第6槽的上層也為U 相繞組，同時，還需滿足同一槽內(nèi)的同相繞組線圈的電流方向要一致、或者相鄰槽的同相繞 組線圈的電流方向也要一致。因此，第5槽的上層的U相繞組線圈的電流方向應(yīng)為出向，第6 槽的上層的U相繞組線圈的電流方向也為出向，為此，需要將前述自第5槽的下層出來的繞 組線圈先繞到第8槽、且位于第8槽的下層，再向回繞到第5槽的上層，從而滿足前述的U相繞 組線圈分布要求和電流方向的要求。同樣，接下來將第5槽上層出來的繞組線圈引至第9槽、 且位于第9槽的下層，再引回至第6槽、且位于第6槽的上層，W此滿足前述U相繞組線圈分布 要求和電流方向的要求。W此類推，直至將U相繞組線圈全部繞制完成為止。
[004引同理，V相繞組線圈從第4槽開始繞制，第4槽的上層即為V相起點和電源線，引出連 接至電機(jī)接線端子上。第7槽為W相起點和電源線，同樣引出連接至電機(jī)接線端子上。至此， =相繞組線圈均繞制完畢，形成如圖2所示的繞組分布圖。
[0049]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可W被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)和運里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1. 一種無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)，所述繞組線圈分布于各槽 內(nèi)，其特征在于， 槽的數(shù)量由如下公式確定:z = (6K-2) *4-1，其中，Z為槽的數(shù)量，K為計算系數(shù)，K的取值 范圍為大于或等于2的正整數(shù);4為繞組的線圈跨距； 磁極的數(shù)量由如下公式確定:2P = 6K-2，其中，2P為磁極的數(shù)量； 將U相繞組線圈的其中一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為U，將V相繞組線圈的一邊位于 槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為V，將W相繞組線圈的一邊位于槽內(nèi)上層的槽均標(biāo)記為W; 以第一槽為U相繞組起點，以第四槽為V相繞組起點，以第七槽為W相繞組起點，則設(shè)置 有繞組線圈的各槽按如下方式依次分布： 自第一槽起，有Ml組的槽組合UUWV，M2組的槽組合UWWV，M3組的槽組合UWVV，Μ4組的槽 組合UWV;且兩個相鄰槽內(nèi)同相繞組線圈或者同一槽內(nèi)同相繞組線圈的電流方向相同； 其中，Ml = (2P-1 )/3，M1為槽組合UUWV的重復(fù)數(shù)量； M2=(2P-1)/3，M2為槽組合UWWV的重復(fù)數(shù)量； M3=(2P-1)/3，M3為槽組合UWVV的重復(fù)數(shù)量； M4 = 2P*4-Z，M4為槽組合UWV的重復(fù)數(shù)量。2. 如權(quán)利要求1所述的無公約數(shù)奇數(shù)槽分?jǐn)?shù)槽分布繞組的長距繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述K的取值為2、或3、或4、或5、或6、或7、或8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15。
【文檔編號】H02K3/28GK105978203SQ201610398378
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】王東立
【申請人】王東立