12槽10極分數槽集中繞組永磁電機結構講解

在前面已經介紹了12槽8極分數槽集中繞組永磁電機的工作原理，在本課件中介紹12槽10極分數槽集中繞組永磁電機的工作原理與基本結構，其組成與結構與12槽8極分數槽集中繞組永磁電機相同，僅是轉子為10極，雖轉子極數略變，繞組連線確大不相同，本課件說明分數槽集中繞組永磁電機槽數與極數配合的多樣性。

12槽10極分數槽集中繞組永磁電機的定子與轉子

12槽10極的定子鐵芯與線圈與12槽8極相同，轉子則為10極，由10個永磁體組成，見圖1。左圖是轉子主要組成示意圖，右圖是定子與轉子組合圖。

圖1--分數槽集中繞組永磁電機定子與轉子

線圈的連線與8極完全不同，相鄰的兩個線圈反向串聯作為乙個相的繞組，在圖2中藍色線圈1和2反向串聯作為a相繞組1，藍色線圈7和8反向串聯作為a相繞組2，兩個再連線組成a相繞組。綠色的b相繞組與黃色的c相繞組連線方式相同，a相繞組、b相繞組、c相繞組組成星形連線，具體連線見圖2。

圖2--12槽10極分數槽集中繞組永磁電機展開圖

同樣採用三個霍爾元件進行位置檢測，霍爾元件安裝在定子兩個齒極間的空隙處，當轉子的兩個磁極交界處通過霍爾元件時，霍爾元件檢測到極性變化，發出訊號控制驅動電路進行三相電流的切換，具體安裝位置見圖2與圖4。

電機的驅動電源由三相橋式電路組成，圖3是連線示意圖。與三相逆步電動機或三相同步電動機不同，該永磁電機輸入的不是正弦波，在每時刻僅有兩相通電。

圖3--永磁電機三相驅動電路圖

12槽10極分數槽集中繞組永磁電機工作原理

為了直觀清晰的演示分數槽集中繞組永磁電機的工作原理，採用磁阻電機原理來分析轉子受力旋轉的原理。圖4是電機模型的正檢視，用來分析電機的工作原理。圖中線圈端的標註與圖2相同，線圈上的紅色箭頭表示此時線圈電流方向，藍色線表示此時的磁力線與方向。

圖4--12槽10極的分數槽集中繞組永磁電機工作原理圖

定子繞組有6個開通狀態，6個狀態為乙個週期，乙個週期轉子旋轉90度，轉子旋轉一周需4個週期，把6個狀態的時間段分別稱為t1、t2、t3、t4、t5、t6。

在進入t1時刻，霍爾元件b檢測到轉子磁極由s變為n，驅動電源輸出為a相正、b相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖5左圖。

在進入t2時刻，霍爾元件c檢測到轉子磁極由s變為n，驅動電源輸出為c相正、b相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖5右圖。

圖5—12槽10極永磁電機旋轉原理圖-1

在進入t3時刻，霍爾元件a檢測到轉子磁極由n變為s，驅動電源輸出為c相正、a相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖6左圖。

在進入t4時刻，霍爾元件b檢測到轉子磁極由n變為s，驅動電源輸出為b相正、a相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖6右圖。

圖6--12槽10極永磁電機旋轉原理圖-2

在進入t5時刻，霍爾元件c檢測到轉子磁極由n變為s，驅動電源輸出為b相正、c相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖7左圖。

在進入t6時刻，霍爾元件a檢測到轉子磁極由s變為n，驅動電源輸出為a相正、c相負，兩相線圈產生的磁場吸引轉子旋轉，見圖7左圖。

圖7--12槽10極永磁電機旋轉原理圖-3

t6結束再次進入t1，重新迴圈，轉子就不停的旋轉下去。

12槽10極分數槽集中繞組永磁電機的基本結構

定子鐵芯由導磁良好的矽鋼片沖製後疊成，在12個定子齒極上繞有12個線圈，組成三相繞組，見圖8。

圖8--12槽集中繞組永磁電機定子結構圖

轉子鐵芯也由矽鋼片疊成，壓入轉軸，在外圓周均勻貼上10片永磁體，兩端用轉子壓圈壓緊，裝上軸承，組成轉子，圖9是轉子結構的**圖。

圖9--永磁電機轉子結構圖

把定子壓入機座外殼，插入轉子，裝上前端蓋，完成電機模型組裝，見圖10。

圖10-- 12槽10極分數槽集中繞組永磁電機結構圖

分數槽集中繞組永磁電機的基本結構都差不多，近些年在電動自行車與電動汽車中廣泛用作直驅輪轂電機，往往採用內定子外轉子結構，槽數與極數較多，充分發揮大轉矩低轉速的優點。

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