涨知识 | 12槽10极分数槽集中绕组永磁电机结构讲解

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　　在前面已经介绍了12槽8极分数槽集中绕组永磁电机的工作原理，在本课件中介绍12槽10极分数槽集中绕组永磁电机的工作原理与基本结构，其组成与结构与12槽8极分数槽集中绕组永磁电机相同，仅是转子为10极，虽转子极数略变，绕组连接确大不相同，本课件说明分数槽集中绕组永磁电机槽数与极数配合的多样性。

　　12槽10极分数槽集中绕组永磁电机的定子与转子

　　12槽10极的定子铁芯与线圈与12槽8极相同，转子则为10极，由10个永磁体组成，见图1。左图是转子主要组成示意图，右图是定子与转子组合图。

　　图1--分数槽集中绕组永磁电机定子与转子

　　线圈的连接与8极完全不同，相邻的两个线圈反向串联作为一个相的绕组，在图2中蓝色线圈1和2反向串联作为A相绕组1，蓝色线圈7和8反向串联作为A相绕组2，两个再连接组成A相绕组。绿色的B相绕组与黄色的C相绕组连接方式相同，A相绕组、B相绕组、C相绕组组成星形连接，具体连接见图2。

　　图2--12槽10极分数槽集中绕组永磁电机展开图

　　同样采用三个霍尔元件进行位置检测，霍尔元件安装在定子两个齿极间的空隙处，当转子的两个磁极交界处通过霍尔元件时，霍尔元件检测到极性变化，发出信号控制驱动电路进行三相电流的切换，具体安装位置见图2与图4。

　　电机的驱动电源由三相桥式电路组成，图3是连接示意图。与三相逆步电动机或三相同步电动机不同，该永磁电机输入的不是正弦波，在每时刻仅有两相通电。

　　图3--永磁电机三相驱动电路图

　　12槽10极分数槽集中绕组永磁电机工作原理

　　为了直观清晰的演示分数槽集中绕组永磁电机的工作原理，采用磁阻电机原理来分析转子受力旋转的原理。图4是电机模型的正视图，用来分析电机的工作原理。图中线圈端的标注与图2相同，线圈上的红色箭头表示此时线圈电流方向，蓝色线表示此时的磁力线与方向。

　　图4--12槽10极的分数槽集中绕组永磁电机工作原理图

　　定子绕组有6个开通状态，6个状态为一个周期，一个周期转子旋转90度，转子旋转一周需4个周期，把6个状态的时间段分别称为T1、T2、T3、T4、T5、T6。

　　在进入T1时刻，霍尔元件B检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为A相正、B相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图5左图。

　　在进入T2时刻，霍尔元件C检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为C相正、B相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图5右图。

　　图5—12槽10极永磁电机旋转原理图-1

　　在进入T3时刻，霍尔元件A检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为C相正、A相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图6左图。

　　在进入T4时刻，霍尔元件B检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为B相正、A相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图6右图。

　　图6--12槽10极永磁电机旋转原理图-2

　　在进入T5时刻，霍尔元件C检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为B相正、C相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图7左图。

　　在进入T6时刻，霍尔元件A检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为A相正、C相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图7左图。

　　图7--12槽10极永磁电机旋转原理图-3

　　T6结束再次进入T1，重新循环，转子就不停的旋转下去。

　　12槽10极分数槽集中绕组永磁电机的基本结构

　　定子铁芯由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，在12个定子齿极上绕有12个线圈，组成三相绕组，见图8。

　　图8--12槽集中绕组永磁电机定子结构图

　　转子铁芯也由硅钢片叠成，压入转轴，在外圆周均匀粘贴10片永磁体，两端用转子压圈压紧，装上轴承，组成转子，图9是转子结构的爆炸图。

　　图9--永磁电机转子结构图

　　把定子压入机座外壳，插入转子，装上前端盖，完成电机模型组装，见图10。

　　图10-- 12槽10极分数槽集中绕组永磁电机结构图

　　分数槽集中绕组永磁电机的基本结构都差不多，近些年在电动自行车与电动汽车中广泛用作直驱轮毂电机，往往采用内定子外转子结构，槽数与极数较多，充分发挥大转矩低转速的优点。

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