一种具有最小单元电机的定子、外转子电机和内转子电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有最小单元电机的定子、外转子电机和内转子电机，所述定子包括定子铁芯、导电端环以及沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯上的n个直插式槽导体，n为相数m的整数倍；所述直插式槽导体的一端可拆卸安装在所述导电端环上，并通过所述导电端环与其他直插式槽导体短接；每m个直插式槽导体由供电装置提供不同电相位，以形成最小单元电机；本实用新型专利技术可以布置更多的转子磁极，更适用于直驱低速大转矩应用。速大转矩应用。速大转矩应用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有最小单元电机的定子、外转子电机和内转子电机


[0001]本技术涉及电机
，具体的说，涉及了一种具有最小单元电机的定子、外转子电机和和内转子电机。

技术介绍

[0002]电机绕组结构中，只有放在槽里的一段绕组能够直接影响电机输出功率，因此被称为绕组有效长度。传统电机的绕组结构为了形成回路，均需要设置回路绕组，回路绕组通常需要跨槽布置，这就使得电机出现过长的端部绕组，电机绕组的无效长度会增加，甚至会超过有效长度，而过长的端部绕组存在的诸多缺点，绕组利用低，端部漏磁严重、端部损耗过大、端部过热，同时也会造成端部过长，增加电机的轴向长度，这对电机转子的机械结构强度提出了更高的要求，尤其是在高速领域。而针对解决端部过长的问题通常方法采用环形绕组，但环形绕组由于存在背部绕组，背部绕组对电机内部磁场无任何作用，因此背部绕组也是电机绕组的无效长度，该结构绕组利用率明显降低。在电机绕组出现故障时，由于气隙空间小，通常需要拔出转子，才能进行绕组更换，维修难度大大增加，且维修周期较长。
[0003]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有最小单元电机的定子、外转子电机和内转子电机。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种具有最小单元电机的定子，包括定子铁芯、导电端环以及沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯上的n个直插式槽导体，n为相数m的整数倍；所述直插式槽导体的一端可拆卸安装在所述导电端环上，并通过所述导电端环与其他直插式槽导体短接；每m个直插式槽导体由供电装置提供不同电相位，以形成最小单元电机。
[0006]基于上述，每m个相邻直插式槽导体由供电装置提供不同电相位。
[0007]基于上述，每k个相邻直插式槽导体由供电装置提供相同电相位，第j 个直插式槽导体与第j+k*l个直插式槽导体由供电装置提供不同电相位， k＝n/m，j＝1,2
…
m，l∈[1,k]。
[0008]基于上述，所述定子铁芯上设有n个周向均匀分布且轴向贯穿定子铁芯的定子槽，所述导电端环上设有n个周向均匀分布的卡槽，每个直插式槽导体贯穿设置在一个定子槽内，且一端伸出所述定子槽后插设在所述卡槽内。
[0009]本技术还提供一种具有最小单元电机的外转子电机，包括内定子和外转子，所述内定子为前述的定子。
[0010]本技术还提供一种具有最小单元电机的内转子电机，包括外定子和内转子，所述内定子为前述的定子。
[0011]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，
[0012]1.本技术的单元电机槽数等于相数，因此具有最小槽数单元电机结构，相比于传统整数槽绕组结构电机，可以布置更多的转子磁极，更适用于直驱低速大转矩应用；相比于具有相同槽极数配合的传统分数槽单层与双层集中绕组相比，本技术提出绕组结构绕组系数更高，并且由于本技术提出的绕组结构每槽只有单相(单根)导体，其可靠性要高于每槽具有两相绕组的分数槽双层集中绕组结构。
[0013]2.本技术的直插式槽导体结构布置方式简单，其中直插式槽导体沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯上且其一端可拆卸安装在所述导电端环上；与传统电机结构在电机绕组出现故障时，通常需要拆卸转子后才能对绕组进行更换相比，本技术在更换故障直插式槽导体时可以直接现将所述直插式槽导体从所述导电端环上拆卸下来，再将所述直插式槽导体从所述定子铁芯上拔出，并将新的直插式槽导体插入所述定子铁芯，并将所述直插式槽导体的一端安装在所述导电端环上，更换方便。
[0014]3.本技术的每槽直插式槽导体的一端通过带有卡槽的导电端环进行短接，另一端通过每相直插式槽导体并联后进行各相供电，因此本技术适用于星形连接；与传统绕组结构中每相的一个回路绕组结构形成一匝线圈相比，本技术的直插式槽导体结构并没有在每相绕组中形成回路结构，因此也不需要对每相绕组进行跨槽跳线布置，极大地减小了导体端部材料的用量和端部长度，在保证导体有效长度不变的情况下，减少了无效导体的长度，导体有效长度占比大大增加，极大限度地提高导体利用率；并且本技术所提出的电机结构能够解决传统电机绕组结构端部过长机器带来的端部损耗过大、端部漏磁严重等诸多问题。
[0015]4.本技术每槽直插式槽导体的根数为1根，即只有单根导体或多根导线并绕或并联组成的单股导线，且直插式槽导体形状与定子槽进行贴合化设计，能够最大限度的提高槽满率。由于每槽直插式槽导体的根数为 1根，因此不存在匝间短接故障，也不存在传统绕组中匝数的概念，而且每相导体均由槽隔开，槽内出现相间短接故障概率大大减小；所有直插式槽导体由尾部端环进行短接，因此在端部不存在匝间短接故障和相间短接故障，可靠性更高。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例1中所述定子的立体结构示意图。
[0017]图2是本技术实施例1中定子铁芯的截面示意图。
[0018]图3是本技术实施例1中导电端环的截面示意图。
[0019]图4是本技术实施例1中各相导体通电情况。
[0020]图5是本技术实施例1的各时刻磁场分布及旋转方向。
[0021]图中：1.定子铁芯；2.定子槽；3.直插式槽导体；4.导电端环；5.卡槽。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]实施例1
[0024]本实施例提供一种具有最小单元电机的定子，如图1所示，包括定子铁芯1、导电端环4以及沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯1上的n个直插式槽导体3，n为相数m的整数倍；所
述直插式槽导体3的一端可拆卸安装在所述导电端环4上，并通过所述导电端环4与其他直插式槽导体3短接；每m个直插式槽导体3由供电装置提供不同电相位，以形成最小单元电机。
[0025]本技术的单元电机槽数等于相数，因此具有最小槽数单元电机结构，相比于传统整数槽绕组结构电机，可以布置更多的转子磁极，更适用于直驱低速大转矩应用；相比于具有相同槽极数配合的传统分数槽单层与双层集中绕组相比，本技术提出绕组结构绕组系数更高，并且由于本技术提出的绕组结构每槽只有单相(单根)导体，其可靠性要高于每槽具有两相绕组的分数槽双层集中绕组结构。
[0026]本技术的直插式槽导体结构布置方式简单，其中直插式槽导体3 沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯1上且其一端可拆卸安装在所述导电端环4 上；与传统电机结构在电机绕组出现故障时，通常需要拆卸转子后才能对绕组进行更换相比，本技术在更换故障直插式槽导体3时可以直接现将所述直插式槽导体3从所述导电端环4上拆卸下来，再将所述直插式槽导体3 从所述定子铁芯1上拔出，并将新的直插式槽导体3插入所述定子铁芯1，并将所述直插式槽导体3的一端安装在所述导电端环4上，更换方便。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有最小单元电机的定子，其特征在于：包括定子铁芯、导电端环以及沿轴向贯穿设置在所述定子铁芯上的n个直插式槽导体，n为相数m的整数倍；所述直插式槽导体的一端可拆卸安装在所述导电端环上，并通过所述导电端环与其他直插式槽导体短接；每m个直插式槽导体由供电装置提供不同电相位，以形成最小单元电机。2.根据权利要求1所述的具有最小单元电机的定子，其特征在于：每m个相邻直插式槽导体由供电装置提供不同电相位。3.根据权利要求1所述的具有最小单元电机的定子，其特征在于：每k个相邻直插式槽导体由供电装置提供相同电相位，第j个直插式槽导体与第j+k*l个直插式槽导体由供电装置提供不同电相位，k＝n/m，j＝1,2
…
m，l∈[1,k]。4.根据权利要求1所述的具有最小单元电机的定子，其特征在于：所述定子铁芯上设有n个周向均匀分布且轴向贯穿定子铁芯的定子槽，所述导电端环上设有n个周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯灿，魏彦企，司纪凯，张天翔，陈延，聂瑞，王东署，辛建斌，李森，程志平，李忠文，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：