拼塊式和鉸鏈式無刷直流電動機
王崢1，2
(1上海交通大學，上海200030；2中國電子科技集團第二十一研究所，上海200233)
摘要：主要介紹兩種新型的無刷直流電動機電樞結(jié)構，即拼塊式和鉸鏈式電樞。分析了采用該電樞結(jié)構的條件，然后詳細介紹其電樞沖片、電樞鐵心和槽絕緣，并舉例介紹拼塊式無刷直流電動機電樞的嵌線和拼裝。最后通過對比說明，采用拼塊式和鉸鏈式電摳結(jié)構能夠大大節(jié)約電樞鐵心成本，提高電機性能。
關鍵詞：拼塊式電樞；鉸鏈式電樞；無刷直流電動機
中圖分類號：TM33 文獻標識碼：A 文章編號：1004—7018(2010)05—0016—03
O引 言
中小型電機大多采用傳統(tǒng)的整圓式電樞沖片，即電樞沖片是整圓的，齒槽交錯、均勻連續(xù)地沿圓周分布。在電樞沖片加工過程中，勢必產(chǎn)生許多邊角廢料，影響硅鋼材料的利用率，增加制造成本。這種整圓式的電樞鐵心嵌線比較困難，槽滿率低，端部相對較長，不利于提高產(chǎn)品的性能和規(guī)�；a(chǎn)。
本文分析研究了一種新型的電樞結(jié)構，即拼塊式和鉸鏈式電機電樞。這種電樞結(jié)構可以提高原材料的利用率，降低成本，改善電機產(chǎn)品的性能。同時，也將為無刷直流電動機提供一種新穎、有效的結(jié)構形式，并將推動其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
1采用拼塊式和鉸鏈式電樞結(jié)構的條件
首先，介紹四個概念。
(1)分數(shù)槽繞組。分數(shù)槽繞組就是每極每相槽數(shù)為分數(shù)，即：
式中：q為每極每相槽數(shù)；z為定子或轉(zhuǎn)子槽數(shù)；p為極對數(shù)；m為繞組相數(shù)。
(2)極距。一個磁極在圓周方向所跨過的距離，通常以槽數(shù)來表示。即：
式中：t為極距。
(3)繞組節(jié)距。一個電樞元件在圓周方向所跨過的槽數(shù)，用y來表示。當y=r時，稱為全距繞組；當y或y>r時，稱為短距或長距繞組。通常，為了消除或減小電樞繞組磁勢諧波，采用短距或長距繞組。
(4)短距系數(shù)或長距系數(shù)。公式如下：
為了保證繞組基波磁勢不會被消弱太多，繞組的短距系數(shù)或長距系數(shù)不宜太小，也就是繞組節(jié)距盡量接近極距。
當極距t接近于1時，通常繞組節(jié)距取1，該繞組稱為集中式繞組。
表1列出了微型無刷直流電動機經(jīng)常采用的極槽配合以及相關參數(shù)(假設m=3)。可以看出，   如果采用表2中的極槽配合和繞組節(jié)距，Kp1會很小，電機性能會過分消弱。
2拼塊式和鉸鏈式無刷直流電動機電樞特點
2．1拼塊式和鉸鏈式無刷直流電動機電樞沖片
拼塊式電樞沖片具有較明顯的結(jié)構特征，就是將傳統(tǒng)的整圓的電樞沖分成z(槽數(shù))單元，z個單元是分離的。圖1為傳統(tǒng)式電樞沖片，圖2為拼塊式電樞沖片。
鉸鏈式電樞沖片是在拼塊式電樞沖片基礎上發(fā)展而來，連續(xù)沖制，并使z個單元相互銜接地排列成一條直線，更利于規(guī)�；a(chǎn)。圖3為鉸鏈式電樞沖片。
單個拼塊式電樞沖片的面積是整個電樞沖片的1／z，可以利用帶狀材料沖制，減少邊角廢料。而且，可以通過合理安排沖制工藝，進一步減少邊角料的浪費。
拼塊式和鉸鏈式電樞沖片上有三個隼峁，片與片之間可以通過隼峁相扣，所以電樞鐵心疊裝不需要黏結(jié)劑，并且可以在沖片沖制過程中自動完成。對于大機座號的電機，可以在
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