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CN114123559A - 定子组件和电机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种定子组件和电机。该定子组件包括定子铁芯，包含有定子齿，所述定子齿包含有凹槽，所述凹槽沿所述定子铁芯轴向设置；辅助齿，设于所述凹槽中；所述定子齿和所述辅助齿上能够分别缠绕绕组。在定子齿上设置凹槽，凹槽中设置辅助齿，这样可以提高永磁同步电机启动能力，在低频段运行时可以降低电机功耗，提高电机效率，在高频段，可以扩大电机转速范围，推迟电机进入控制器弱磁控制，可降低电机高速运转时的电流，降低电机功耗，提高电机高频段的电机效率。

Description

定子组件和电机
技术领域
本申请属于电机技术领域，具体涉及一种定子组件和电机。
背景技术
目前永磁同步电机，由于具有体积小、功率密度高、效率高、输出转矩高和运行可靠性高等优点，得到了各行各业的广泛使用，随着行业的发展，越来越追求高转速稳定运行，这样一来对于电机是个极大的考验，但是由于电机自身的特性，转速范围受到一定的限制，无法满足现有的高频需求，电机控制过程中，电机启动过程中，为了辅助电机启动，电机控制器会增加一转矩补偿，随着电机转速的提高，电机的反电势会随之成比例的提高，当电机反电势与输入的电压相同时，再想提高转速，就要降低磁通，从而使电机进一步提高转速运行，这就是所谓的弱磁控制，这种方法虽然可以提高转速，但是，于此同时会提高电流，为了保证输出转矩不变，电流的增加会非常大，很容易退磁或者保护，使得无法再进一步升速。
发明内容
因此，本申请提供一种定子组件和电机，能够解决现有技术中输出转矩不变，电流的增加会非常大，很容易退磁或者保护，使得无法再进一步升速的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种定子组件，包括：
定子铁芯，包含有定子齿，所述定子齿包含有凹槽，所述凹槽沿所述定子铁芯轴向设置；
辅助齿，设于所述凹槽中；所述定子齿和所述辅助齿上能够分别缠绕绕组。
可选地，所述定子齿数量大于或等于所述辅助齿的数量。
可选地，沿所述定子铁芯的径向，所述凹槽的长度小于所述定子齿的长度；所述辅助齿整体位于所述凹槽内，一端设于所述凹槽的槽底上。
可选地，所述辅助齿的周向宽度为L1，所述辅助齿与所述凹槽内壁间距为L3，满足4mm≤2L3≤L1。
可选地，所述凹槽的壁厚为L4，满足L4≥1.5mm。
可选地，所述定子齿的周向宽度为L2，满足L3+L4<L2。
可选地，所述辅助齿与所述凹槽内壁之间的间隙构成辅助齿槽，所述辅助齿槽设为斜槽；和/或，所述辅助齿的端面上设有槽；和/或，所述辅助齿上设有周向上的凸起。
可选地，所述辅助齿的轴向高度为H1，所述定子齿的轴向高度为H2，所述辅助齿上绕阻的轴向高度为H3，满足H1<H3，且H2-H3≤1.5mm。
可选地，所述定子包括轭部，所述轭部上设有走线槽，用于向所述辅助齿上绕阻进行引线。
根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括如上所述的定子组件。
可选地，所述定子齿上的绕阻连接方式与所述辅助齿上的绕阻连接方式相同。
本申请提供的一种定子组件，包括：定子铁芯，包含有定子齿，所述定子齿包含有凹槽，所述凹槽沿所述定子铁芯轴向设置；辅助齿，设于所述凹槽中；所述定子齿和所述辅助齿上能够分别缠绕绕组。
在定子齿上设置凹槽，凹槽中设置辅助齿，这样可以提高永磁同步电机启动能力，在低频段运行时可以降低电机功耗，提高电机效率，在高频段可以扩大电机转速范围，推迟电机进入控制器弱磁控制，可降低电机高速运转时的电流，降低电机功耗，提高电机高频段的电机效率。
附图说明
图1为本申请实施例的定子组件的结构示意图；
图2为本申请实施例的定子组件的立体示意图；
图3为本申请实施例的定子组件的辅助齿上缠绕有绕组的示意图；
图4为本申请实施例的定子组件上定子齿和辅助齿都缠绕有绕组的示意图；
图5为本申请实施例的定子组件的尺寸示意图；
图6为本申请实施例的定子组件的剖视图；
图7为本申请实施例的辅助齿绕组和定子齿绕组为串联连接的示意图；
图8为本申请实施例的辅助齿绕组和定子齿绕组为并联连接的示意图；
图9为本申请实施例的辅助齿的不同数量的布置示意图；
图10为本申请实施例的辅助齿的四种不同结构的示意图。
附图标记表示为：
1、定子铁芯；11、定子齿；111、定子齿绕组；12、轭部；2、辅助齿；21、走线槽；22、辅助齿绕组。
具体实施方式
结合参见图1至图10所示，根据本申请的实施例，一种定子组件，包括：
定子铁芯1，包含有定子齿11，所述定子齿11包含有凹槽，所述凹槽沿所述定子铁芯1轴向设置；
辅助齿2，设于所述凹槽中；所述定子齿11和所述辅助齿2上能够分别缠绕绕组。
在定子齿11上设置凹槽，凹槽中设置辅助齿2，这样可以提高永磁同步电机启动能力，在低频段运行时可以降低电机功耗，提高电机效率，在高频段，可以扩大电机转速范围，推迟电机进入控制器弱磁控制，可降低电机高速运转时的电流，降低电机功耗，提高电机高频段的电机效率。
定子齿11上增加一辅助齿绕组22，在电机启动阶段，低频运转阶段和弱磁阶段对辅助齿绕组22通电，从而使电机在启动过程中可以不需要控制器触发转矩补偿信号；低频运行过程中，通过开启辅助齿绕组22，可以对电机整体磁通予以一定辅助增加，可以适当的降低电机输入电流，降低电机的输入功率；在高频段，通过关闭辅助齿绕组22，可适当降低磁通，从而推迟电机进入控制器弱磁控制，电流上升明显小的多，所以，可以起到降低电流，降低电机功耗，提高电机效率的效果。
在一些实施例中，定子齿11数量大于或等于所述辅助齿2的数量。
如图9所示，并不是所有定子齿11上设置有辅助齿2结构，可采用适当数量的辅助齿2，均匀分布在定子齿11上，能可以起到降低电流，降低电机功耗，提高电机效率的效果。
在一些实施例中，沿所述定子铁芯1的径向，所述凹槽的长度小于所述定子齿11的长度；所述辅助齿2整体位于所述凹槽内，一端设于所述凹槽的槽底上。
辅助齿2整体位于凹槽内，辅助齿绕组22能起到改变部分磁通的作用。
在一些实施例中，辅助齿2的周向宽度为L1，所述辅助齿2与所述凹槽内壁间距为L3，满足4mm≤2L3≤L1。
限定辅助齿2的宽度与辅助齿2与凹槽内壁间隔的关系，是为了方便绕线工艺。
另外，凹槽的壁厚为L4，满足L4≥1.5mm；则是为了保证定子齿11的机械强度，以及还需要限定，定子齿11的周向宽度为L2，满足L3+L4<L2。
在一些实施例中，辅助齿2与所述凹槽内壁之间的间隙构成辅助齿2槽，所述辅助齿2槽设为斜槽；和/或，所述辅助齿2的端面上设有槽；和/或，所述辅助齿2上设有周向上的凸起。
如图10所示，辅助齿2的形状可根据需求设计，如降低齿谐波，可增加斜槽，斜槽角度可根据具体需求设计，如降低齿槽转矩，齿上可增加开槽，具体形状可根据设计需求更改。
在一些实施例中，辅助齿2的轴向高度为H1，所述定子齿11的轴向高度为H2，所述辅助齿2上绕阻的轴向高度为H3，满足H1<H3，且H2-H3≤1.5mm。
对辅助齿2相关的结构进行尺寸限定，是为了保证爬电距离，以及辅助齿绕组22有一定的高度要求，以便能方便完成绕组的装配。
在一些实施例中，定子包括轭部12，所述轭部12上设有走线槽21，用于向所述辅助齿2上绕阻进行引线。
定子的轭部12设置有辅助齿绕组22走线槽21，辅助齿绕组22走线槽21为了辅助齿绕组22引线，为了降低定子轭部12磁通密度，槽的宽度要小于等于定子辅助齿2的宽度L1，只要能通过绕线即可。
根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括如上所述的定子组件。
在一些实施例中，定子齿11上的绕阻连接方式与所述辅助齿2上的绕阻连接方式相同。
如图7和8所示，绕线线径也根据需求设计，辅助齿绕组22与定子齿绕组111的连接方式取决于定子齿绕组111的连接方式，定子齿绕组111并联或者串联连接，辅助齿绕组22与定子齿绕组111连接方式相同，如定子齿绕组111串联连接，辅助齿绕组22与定子齿绕组111串联连接，如图7所示，如定子齿绕组111并联连接；如图8所示，辅助齿绕组22对应相绕组与定子齿绕组111串联后与其他绕组并联。
如图7所示，辅助齿绕组22各个绕组线径和匝数相同，辅助齿绕组22的方案可以与定子齿绕组111不同，辅助开关K1、K4、K7一组(后续统称为S1)，K2、K5、K8一组(后续统称为S2)，K3、K6、K9一组(后续统称为S3)，启动阶段，S1、S2和S3至少接通两组以上，来增加转矩补偿，具体可根据负载情况设定，低频运行阶段，可适当调整接通的开关数量，当电机运行在高频段时，可关断开关数量，直至三组开关全部关断，通过开关的开关控制，可以提高永磁同步电机启动能力，在低频段运行时可以降低电机功耗，提高电机效率，在高频段，可以扩大电机转速范围，推迟电机进入控制器弱磁控制，可降低电机高速运转时的电流，降低电机功耗，提高电机高频段的电机效率。并联接线时原理相同。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种定子组件，其特征在于，包括：
定子铁芯(1)，包含有定子齿(11)，所述定子齿(11)包含有凹槽，所述凹槽沿所述定子铁芯(1)轴向设置；
辅助齿(2)，设于所述凹槽中；所述定子齿(11)和所述辅助齿(2)上能够分别缠绕绕组。
2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子齿(11)数量大于或等于所述辅助齿(2)的数量。
3.根据权利要求1或2所述的定子组件，其特征在于，沿所述定子铁芯(1)的径向，所述凹槽的长度小于所述定子齿(11)的长度；所述辅助齿(2)整体位于所述凹槽内，一端设于所述凹槽的槽底上。
4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，所述辅助齿(2)的周向宽度为L1，所述辅助齿(2)与所述凹槽内壁间距为L3，满足4mm≤2L3≤L1。
5.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述凹槽的壁厚为L4，满足L4≥1.5mm。
6.根据权利要求4或5所述的定子组件，其特征在于，所述定子齿(11)的周向宽度为L2，满足L3+L4<L2。
7.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述辅助齿(2)与所述凹槽内壁之间的间隙构成辅助齿(2)槽，所述辅助齿(2)槽设为斜槽；和/或，所述辅助齿(2)的端面上设有槽；和/或，所述辅助齿(2)上设有周向上的凸起。
8.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述辅助齿(2)的轴向高度为H1，所述定子齿(11)的轴向高度为H2，所述辅助齿(2)上绕阻的轴向高度为H3，满足H1<H3，且H2-H3≤1.5mm。
9.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述定子包括轭部(12)，所述轭部(12)上设有走线槽(21)，用于向所述辅助齿(2)上绕阻进行引线。
10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的定子组件。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述定子齿(11)上的绕阻连接方式与所述辅助齿(2)上的绕阻连接方式相同。
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