一種輔助槽減少齒槽轉矩的永磁直流電動機制造技術

本實用新型專利技術涉及輔助槽減少齒槽轉矩的永磁直流電動機。一種永磁直流電動機，其包含定子以及轉子（2），定子包含機殼和設置在機殼內側的多個永磁體（1），轉子（2）設置在定子內，所述永磁直流電動機的特征在于：在轉子（2）的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽（4），其在轉子旋轉方向上的寬度與轉子槽口的寬度相等，且深度等于轉子槽口寬度的一半，輔助槽（4）的數量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數的最小公倍數增大。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及永磁直流電動機，具體而言，涉及用于在永磁直流電動機中抑制齒槽轉矩效應的設計和布置。
技術介紹
相較于普通直流電動機，永磁直流電動機具有結構簡單、可靠性高、效率高、體積小、重量輕等特點，在汽車工業、家用電器、工業生產、交通運輸、航空航天等領域得到了廣泛應用。然而，在永磁電機中，由于永磁體和有槽電樞鐵芯之間的相互作用，不必避免地產生齒槽轉矩效應。齒槽轉矩可導致轉矩波動，引起振動和噪聲，影響系統的控制精度，因此，如何簡單有效地抑制齒槽轉矩成為近年來人們關注的熱點問題。目前，已經提出的削弱齒槽轉矩的方法有改變磁極的極弧系數、磁極偏移、采用斜極、改變槽口寬度、采用不等寬槽口、合理選擇電樞槽數和極數，等等。在設計電機參數、抑制齒槽轉矩方面，仍存在改進空間。
技術實現思路
針對上述問題，開發出本技術。根據本技術的一實施形態，一種永磁直流電動機包含定子以及轉子，定子包含機殼和設置在機殼內側的多個永磁體，轉子設置在定子內，所述永磁直流電動機的特征在于，在轉子的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽，其在轉子旋轉方向上的寬度與轉子槽口的寬度相等，且深度等于轉子槽口寬度的一半，輔助槽的數量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數的最小公倍數增大。優選為,在所述永磁直流電動機中，在與轉子旋轉軸垂直的方向上，機殼截面為正方形；并且，所述多個永磁體為四個永磁體，分別設置在正方形機殼的四個角上。更為優選的是，在與轉子旋轉軸垂直的方向上，各個永磁體的截面形狀被設置為在遠離轉子的一側上呈現與相對應的機殼角的輪廓相配合的輪廓，在接近轉子的一側上呈現圓弧形輪廓，且該圓弧的外緣與轉子旋轉軸心之間的距離相等。優選為，所述永磁直流電動機為4極6槽電動機，且每個轉子齒冠上的輔助槽的數量為2個。優選為，在所述永磁直流電動機中，在與轉子旋轉軸垂直的方向上，輔助槽的截面形狀為弧形、三角形或矩形。優選為，在所述永磁直流電動機中，在轉子旋轉方向上，各個齒冠上的所述一個以上的輔助槽相對于齒冠的中心線對稱分布。優選為，所述永磁直流電動機還包含繞卷在轉子齒上的集中繞組。借助以上結構，電動機的齒槽轉矩得以減小，相應地，運行振動和噪音得到抑制。該電動機特別適宜用在汽車中，例如用作用于調節座椅水平方向移動的電動機，提升整車的舒適性。附圖說明圖1示意性地示出了在與電動機轉子旋轉軸垂直的方向上取得的示例性電動機的截面圖。具體實施方式下面將參照附圖介紹根據本技術的優選實施例。以4極6槽永磁直流電動機為例，圖1示意性地示出了在與轉子旋轉軸垂直的方向上取得的電動機的截面圖，為清楚起見，圖中省略了電樞繞組和機殼。如圖1所示，永磁直流電動機包含定子以及轉子2，定子包含機殼和設置在機殼內側的4個永磁體1，轉子2設置在定子內，并具有6個槽3。通過對永磁電機齒槽轉矩進行解析分析發現，對電樞槽數和極數進行合理的組合，能夠改變在齒槽轉矩中起主要作用的基本頻率齒槽轉矩的次數和大小，有效地削弱齒槽轉矩。由于齒槽轉矩的次數是槽數和極數的公倍數，其中，基本頻率齒槽轉矩的次數為槽數和極數的最小公倍數，因此，通過在每個轉子齒的齒冠上設置輔助槽4，能夠對電動機的極槽配合進行優化。盡管圖1中示出了每個轉子齒具有兩個輔助槽4的情況，然而，可以設置其他數量的輔助槽4。輔助槽4的數量被選擇為與無輔助槽的情況下相比，使得等效極槽數的最小公倍數增大，由此，增大基本頻率齒槽轉矩的頻率，并相應地減小基本頻率齒槽轉矩的幅度，從而抑制齒槽轉矩效應。如圖1所示，根據本技術的一實施方式，輔助槽4在轉子旋轉方向上的寬度可被設置為與轉子2的槽口的寬度相等，且輔助槽4的深度可被設置為等于轉子2的槽口寬度的一半。根據本技術的一實施方式，在轉子2的旋轉方向上，位于各個齒冠上的輔助槽4可以相對于其所位于的齒冠的中心線呈現對稱分布。如圖1所示出的那樣，位于轉子2齒冠上的兩個輔助槽4將齒冠三等分。在圖1所示的永磁直流電動機中，輔助槽4在與轉子2的旋轉軸垂直的方向上的截面為弧形。弧形形狀的輔助槽可以借助相對較為簡單的加工工藝實現。如圖1所示，在永磁直流電動機中，在與轉子2的旋轉軸垂直的方向上，機殼截面被設置為正方形，四個永磁體I分別位于正方形機殼的四個角。在與轉子2的旋轉軸垂直的方向上，各個永磁體I的截面形狀被設置為在遠離轉子2的一側上呈現與相對應的機殼角的輪廓相配合的輪廓，在接近轉子2的一側上呈現圓弧形輪廓，且該圓弧的外緣與轉子2的旋轉軸心之間的距離相等。借助這樣的布置，能夠減小電動機尺寸，節省電動機安裝空間，并且進一步使得齒槽轉矩降低。在本技術的一實施方式中，電動機還包含繞卷在轉子齒上的集中繞組。由于集中繞組的端接部分較短，故導線用量較少，降低了繞組線圈的電阻和銅耗，帶來了電動機運行效率的提升。借助以上結構，在根據本技術的實施例的永磁直流電動機中，齒槽轉矩得以減小，相應地，運行振動和噪音得到抑制。這樣的電動機特別適宜用在汽車中，例如但不限于用作用于調節座椅水平方向移動的電動機，提升整車的舒適性。盡管針對4極6槽電動機介紹了本技術的設計構思，然而，本技術并不限于應用于4極6槽電動機，同樣可應用于具有其他極數和/或槽數的電動機。上面介紹的實施例僅僅是說明性的，而不是限制性的。在不脫離本技術的構思的情況下，可對這些細節作出多種修改、替代、等效。例如，除弧形截面的輔助槽以外，本領域技術人員可以想到用其它多種截面形狀的輔助槽代替弧形截面輔助槽以實現類似的效果，例如，輔助槽截面可采用三角形、矩形等多種其它的形狀。因此，本技術的保護范圍由權利要求書而不是上面的說明限定，且旨在包括落在權利要求及其等價內容范圍內的所有修改。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永磁直流電動機，其包含定子以及轉子（2），定子包含機殼和設置在機殼內側的多個永磁體（1），轉子（2）設置在定子內，所述永磁直流電動機的特征在于：在轉子（2）的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽（4），其在轉子旋轉方向上的寬度與轉子槽口的寬度相等，且深度等于轉子槽口寬度的一半，輔助槽（4）的數量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數的最小公倍數增大。

【技術特征摘要】
1.一種永磁直流電動機,其包含定子以及轉子(2),定子包含機殼和設置在機殼內側的多個永磁體(I )，轉子(2)設置在定子內，所述永磁直流電動機的特征在于 在轉子(2)的各個齒冠上設有一個以上的輔助槽(4)，其在轉子旋轉方向上的寬度與轉子槽口的寬度相等，且深度等于轉子槽口寬度的一半，輔助槽(4)的數量被選擇為使得與無輔助槽的情況下相比，等效極槽數的最小公倍數增大。2.根據權利要求1的永磁直流電動機，其中， 在與轉子旋轉軸垂直的方向上，機殼截面為正方形；且其中， 所述多個永磁體(I)為四個永磁體，分別設置在正方形機殼的四個角上。3.根據權利要求2的永磁直流電動機，其中， 在與轉子旋轉軸垂直的方向上，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張新發，郭曉偉，
申請(專利權)人：廣東肇慶愛龍威機電有限公司，
類型：實用新型
國別省市：