申请/专利权人：广州市昊志机电股份有限公司

申请日：2017-09-20

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN107612258B

主分类号：H02K21/14

分类号：H02K21/14;H02K3/46;H02K1/18;H02K1/16;H02K21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.02.13#实质审查的生效;2018.01.19#公开

摘要：本发明公开了一种永磁同步电机，涉及电机结构技术领域，包括定子及转子，定子设置有第一定子单元，第一定子单元包括绝缘骨架、线圈及第一定子铁心，绝缘骨架包括第一固定架及与第一固定架连接的第二固定架，第一固定架与第二固定架均安装于第一定子铁心上，线圈安装于第一固定架及第二固定架上；转子设置有磁性组件，磁性组件包括依次安装的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体及第四永磁体，转子与定子之间设有间隙，并与定子安装于电机内。通过将永磁电机的定子采用模块化结构，绝缘骨架可以直接安装在第一定子铁心上，线圈再缠绕在绝缘骨架上，使得线圈长度减少，降低了材料成本，增大了电机的转矩输出能力。

主权项：1.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：定子，所述定子设置有第一定子单元，所述第一定子单元包括绝缘骨架、线圈及第一定子铁心，所述绝缘骨架包括第一固定架及与所述第一固定架连接的第二固定架，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一定子铁心上，所述线圈安装于所述第一固定架及第二固定架上；转子，所述转子设置有磁性组件，所述磁性组件包括依次安装的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体及第四永磁体，所述转子与所述定子之间设有间隙，并与所述定子安装于电机内；所述定子包括支撑架，所述支撑架包括第一压板及与所述第一压板间隔设置的第二压板，所述第一定子铁心两端分别与所述第一压板及第二压板连接；所述第一定子铁心上设置有第一回形腔，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一回形腔；所述第一固定架上设置有第一线槽，所述第二固定架上设置有第二线槽，所述第一线槽与所述第二线槽构成第二回形腔，所述线圈安装于所述第二回形腔内；所述第一固定架还设置有第一凸起及第一凹槽，所述第二固定架上相对应还设置有第二凸起及第二凹槽，所述第一凸起插置于所述第二凹槽，所述第二凸起插置于所述第一凹槽；所述定子还包括紧固件，所述第一压板上设置有第一通孔，所述第二压板上设置有第二通孔，所述第一定子铁心上还设置有第三通孔，所述紧固件穿过所述第二通孔、第三通孔及第一通孔，将所述第一定子铁心固定于所述第一压板与所述第二压板之间；所述定子还包括第二定子单元，所述第二定子单元包括第二定子铁心，所述第一定子铁心上还设置有第一连接部，所述第二定子铁心上还设置有与所述第一连接部连接的第二连接部；所述定子还包括衔接块，所述第一连接部与所述第二连接部均为凹槽，所述衔接块一端插置于所述第一连接部，另一端插置于所述第二连接部；所述第一永磁体与所述第三永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第四永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第一永磁体磁场同一磁极的设置方向相反；所述第一永磁体与所述第二永磁体倾斜角度相同，所述第三永磁体与所述第四永磁体倾斜角度相同，所述第一永磁体与所述第三永磁体倾斜角度相反。

全文数据：一种永磁同步电机技术领域[0001]本发明涉及电机结构技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机。背景技术[0002]目前，数控转台是现代数控机床的核心功能部件，主要用于与机床配套使用，完成机床的各种功能，保证机床基本功能的充分使用，同时在扩大机床的使用工艺性能、使用范围、保证加工精度、提高生产效率、减轻劳动强度等方面都起着重要的作用。[0003]根据数控转台的结构原理，可将目前市场上的产品分为两类，一类是采用伺服电机通过蜗轮、蜗杆等机械变速装置来驱动工作台旋转的结构;另一类就是数控电转台，它将力矩电机技术与转台技术高度集成，采用力矩电机直接驱动来完成旋转运动，当前，国内数控转台伺服系统依然主要采用高速伺服电机加齿轮传动的驱动方式，由于存在着机械传动链，拥有较好的静态刚度，但是，这种进给方式要完成启动、加速、减速、反转及停车等运行时，产生的弹性变形、摩擦和反向间隙等造成机械振动大、运动响应慢、动态刚度差及其他非线性误差，因而难以实现高精度加工。解决上述问题的途径之一就是采用直接驱动技术实现“零传动”，直接取消中间的机械速度变换机构，将负载与电机的转子直接相连，把控制对象同电机做成一体化。[0004]数控转台尤其注重力矩特性，因此其驱动电机普遍设计为大直径的“扁平式”结构，传统数控转台用的永磁同步电机一般由定子和转子组成，其中定子由定子铁心和嵌放在定子铁心上的定子线圈组成;定子铁心是由若干相同圆环状定子冲片根据需要叠压成一定厚度;定子冲片可描述为一个圆环形上面切割或冲裁出若干嵌线槽。[0005]但是，这种“扁平式”的力矩电机的材料利用率非常低，其中定子铁心圆周以外和中间圆盘部分就浪费掉了，另外，由于通常情况下定子冲片是在整个圆环结构上面加工出嵌线槽的结构，造成往线槽中嵌入铜线线圈时有一定的工艺难度，故为了能够顺利地将铜线嵌进线槽中，铜线线圈的轴向长度要比定子铁心的厚度大很多，这同样造成了铜线的浪费，由于铜线线圈的长度变大，定子线圈的电阻值也相应变大，电机通电工作时由于线圈电阻值的变大而容易引起温度迅速攀升，导致力矩电机的转矩输出能力受到限制。发明内容[0006]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于解决目前力矩电机的材料利用率非常低，导致力矩电机的转矩输出能力受到限制的技术问题。[0007]本发明采用如下技术方案实现：[0008]本发明提供了一种永磁同步电机，包括：[0009]定子，所述定子设置有第一定子单元，所述第一定子单元包括绝缘骨架、线圈及第一定子铁心，所述绝缘骨架包括第一固定架及与所述第一固定架连接的第二固定架，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一定子铁心上，所述线圈安装于所述第一固定架及第二固定架上；[0010]转子，所述转子设置有磁性组件，所述磁性组件包括依次安装的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体及第四永磁体，所述转子与所述定子之间设有间隙，并与所述定子安装于电机内。[0011]进一步地，所述定子包括支撑架，所述支撑架包括第一压板及与所述第一压板间隔设置的第二压板，所述第一定子铁心两端分别与所述第一压板及第二压板连接。[0012]进一步地，所述第一定子铁心上设置有第一回形腔，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一回形腔。[0013]进一步地，所述第一固定架上设置有第一线槽，所述第二固定架上设置有第二线槽，所述第一线槽与所述第二线槽构成第二回形腔，所述线圈安装于所述第二回形腔内。[0014]进一步地，所述第一固定架还设置有第一凸起及第一凹槽，所述第二固定架上相对应还设置有第二凸起及第二凹槽，所述第一凸起插至于所述第二凹槽，所述第二凸起插至于所述第一凹槽。[0015]进一步地，所述定子还包括紧固件，所述第一压板上设置有第一通孔，所述第二压板上设置有第二通孔，所述第一定子铁心上还设置有第三通孔，所述紧固件穿过所述第二通孔、第三通孔及第一通孔，将所述第一定子铁心固定于所述第一压板与所述第二压板之间。[0016]进一步地，所述定子还包括第二定子单元，所述第二定子单元包括第二定子铁心，所述第一定子铁心上还设置有第一连接部，所述第二定子铁心上还设置有与所述第一连接部连接的第二连接部。[0017]进一步地，所述定子还包括衔接块，所述第一连接部与所述第二连接部均为凹槽，所述衔接块一端插置于所述第一连接部，另一端插置于所述第二连接部。[0018]进一步地，所述第一永磁体与所述第三永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第四永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第一永磁体磁场同一磁极的设置方向相反。[0019]进一步地，所述第一永磁体与所述第二永磁体倾斜角度相同，所述第三永磁体与所述第四永磁体倾斜角度相同，所述第一永磁体与所述第三永磁体倾斜角度相反。[0020]相比现有技术，本发明的有益效果在于：[0021]通过将力矩电机的定子采用模块化结构，绝缘骨架可以直接安装在第一定子铁心上，线圈再缠绕在绝缘骨架上，第一定子单元中的线圈长度减少，降低了材料成本，增大了力矩电机的转矩输出能力。附图说明[0022]图1为本发明中的永磁同步电机剖面结构示意图；[0023]图2为定子的结构示意图；[0024]图3为第一定子单元安装于支撑架上的结构示意图；[0025]图4为图3中的一个实施例的爆炸图；[0026]图5为图3中的另一个实施例的爆炸图；[0027]图6为绝缘骨架的爆炸图；[0028]图7为图4中第一定子铁心一个面的不意图；[0029]图8为图5中第一定子铁心一个面的不意图；[0030]图9为转子一个面的结构不意图；[0031]图10为传统定子一个面的结构示意图；[0032]图11为矩形波的气隙磁场；[0033]图12为梯形波的气隙磁场；[0034]图13为齿槽转矩的抑制有限元仿真分析图；[0035]图14为电机的气隙磁场；[0036]图15为气隙磁密波形的FFT分析图；[0037]图16为电机的反电势正弦图；[0038]图17为电机的反电势FFT分析图；[0039]图18为永磁同步电机精度测试图。[0040]图中：[0041]10、定子；11、第一定子单元；111、绝缘骨架；1111、第一固定架；11111、第一线槽；11112、第一凸起；11113、第一凹槽;1112、第二固定架；11121、第二线槽；11122、第二凸起；11123、第二凹槽；112、线圈；113、第一定子铁心；1131、第一回形腔；1132、第三通孔；1133、第一连接部；1134、第二连接部；1135、第三凸起；1136、第三凹槽；12、支撑架；121、第一压板;1211、第一通孔;122、第二压板;1221、第二通孔;13、紧固件；131、螺栓;132、螺母;14、第二定子单元；15、衔接块;20、转子;21、转子辄;22、磁性组件;221、第一永磁体;222、第二永磁体;223、第三永磁体;224、第四永磁体;30、壳体。具体实施方式[0042]下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。[0043]如图1-9所示，本发明公开了一种永磁同步电机，该永磁同步电机包括定子10及转子20,定子10上设置有第一定子单元11，每个定子单元的结构都相同，第一定子单元11包括绝缘骨架111、线圈112及第一定子铁心113,第一定子铁心113与其它的定子铁心结构都相同，绝缘骨架111包括第一固定架1111及与第一固定架1111连接的第二固定架1112,第一固定架1111与第二固定架1112均安装于第一定子铁心113上，线圈112安装于第一固定架1111及第二固定架1112上。[0044]转子20上设置有转子辄21以及安装于转子辄21上的多个磁性组件22,在数控铣床上沿转子辄21的外圆周加工有多个定位槽，再将磁性组件22安装于转子辄21外圆周表面上，定位槽的深度为永磁体厚度的1定位槽的倾斜角度为沿轴向形成双斜槽形式，转子辄21的制作材料为8#钢或10#钢，磁性组件22包括依次安装的第一永磁体221、第二永磁体222、第三永磁体223及第四永磁体224,转子20与定子10之间设有间隙，并与定子10安装于电机的壳体30内，永磁体材料一般选择牌号为N48UH的烧结钕铁硼，永磁体材料表面需要进行电镀锌防护处理，所有永磁体与转子辄21均通过高强度双组分环氧粘接胶粘接在一起，永磁体与转子辄21粘接完成后，通过专用工具对永磁体进行预压，并保持合适的时间，使粘接胶水充分固化，将永磁体与转子辄21牢固地粘接在一起。[0045]通过将力矩电机的定子10采用模块化结构，绝缘骨架111可以直接安装在第一定子铁心113上，线圈112再缠绕在绝缘骨架111上，第一定子单元11中的线圈112长度将比传统的线圈112长度要少，这样不仅降低了材料成本，而且增大了力矩电机的转矩输出能力。[0046]定子10包括支撑架12,支撑架12包括第一压板121及与第一压板121间隔设置的第二压板122,第一定子铁心113两端分别与第一压板121及第二压板122连接，第一压板121及第二压板122结构相同，且均为圆环形，第一压板121及第二压板122的作用是固定定子铁心。[0047]第一定子铁心113上设置有第一回形腔1131，第一固定架1111与第二固定架1112均安装于第一回形腔1131内，其中，第一固定架1111从第一定子铁心113前端插入，第二固定架1112从第一定子铁心113后端插入，可以直接将绝缘骨架111安装在定子铁心上。[0048]本实施例中的第一定子铁心113由形状和尺寸完全相同的多个定子冲片沿轴向叠压而成，制作定子冲片的材料为电工钢，多个定子冲片之间可以通过自扣、焊接或铆接的形式将其制成一体，线圈112—般由单根或多根圆漆包线绕制而成，也可以由单根或多根扁漆包线绕制而成，漆包线均为铜线，线圈112绕制的形式和方法与传统线圈112绕制完全相同，由于线圈112采用了直接绕制的加工工艺，可以通过选择扁漆包线来进一步提高电机的槽满率，进而提升电机的转矩密度，加大电机的性能。[0049]绝缘骨架111是由电木粉材料经压铸而成，电木粉材料优先选用PF2A4酚醛模塑料，第一固定架1111外侧上设置有第一线槽11111，第二固定架1112外侧设置有第二线槽11121，第一线槽11111与第二线槽11121构成第二回形腔，线圈112安装于第二回形腔内，将线圈112直接绕制在绝缘骨架111上，使线圈112的长度最多可减少《节约了铜线，由于线圈112的长度减少了，从而在电机散热能力相同的条件下，电机输出转矩将提高_倍，具体的算法如下：[0050]如图10所示，传统的整体式定子冲片呈环状形式，其冲裁面积SS1=L1XL2,考虑加工因素后可认为有：[0051]Li=L2^Di[1][0052]其中：[0053]Di--定子10外径；[0054]又从图2和图3中能看出，定子冲片冲裁面积为S2=L3XL4,其中：[0057]其中：[0058]Di——定子10内径；[0059]Q一一定子铁心数目。[0060]联立[1]、[2]，有：[0062]本案中，当Q=24时，L1=L2〜7.64L3。[0063]—般地，DiSSD1，如本案中，丨固联立[1]、[3]，有：[0064]Li=L2^8.33L4[5][0065]又因为定子铁心由多个定子冲片拼块组成，因此需要冲裁的电工钢材料的总面积为：[0066]S3=QXL3XL4[6][0067]整体式定子冲片与拼块式冲片的关系有：[0069]从[7]式能够明显看出，相同面积的定子冲片，整体冲裁所需电工钢是拼块式的2.65倍，拼块式结构的材料节约效果十分显著。[0070]进一步地，对本案所示的图10和图2进行理论计算，发现图10中材料的有效利用率为15%，图2中材料利用率为45%。[0071]通常情况下定子冲片是在整个圆环结构上面加工出嵌线槽的结构，因此往线槽中嵌铜线时有一定的工艺难度，为了能够顺利地将铜线嵌进线槽中，铜线线圈112的轴向长度Uu要比定子铁心的厚度LFe大很多。但是定子铁心为独立的模块式结构，线圈112可以单独缠绕在定子铁心上，如本案在相同匝数的情况下，铜线的总长度相比减少了，根据电机学原理：[0073]其中：[0074]R——电机相电阻；[0075]p--铜线电阻率；[0076]L一一铜线总长度；[0077]S铜线截面积。[0078]由[8]可知，当L缩短了；同理电机的电阻R也减少[0079]电机铜损耗的计算公式为：[0081]其中：[0082]Pcu电机铜损耗；[0083]m——相数；[0084]i一一相电流；[0085]可见，当在电机的散热条件相同时，灌入电机的电流i可增大L倍，又根据电机学原理：[0087]其中：[0088]Tem--电机电磁转矩；[0089]φ——电机磁通；[0090]可见，电机的输出转矩也同样能够提升-倍，电机的转矩密度进一步得到提升。[0091]作为优选的实施方式，第一固定架1111还设置有第一凸起11112及第一凹槽11113,第二固定架1112两侧上相对应还设置有第二凸起11122及第二凹槽11123,第一固定架1111与第二固定架1112为相同结构，组装绝缘骨架111时，将第一固定架1111与第二固定架1112相对穿插，第一凸起11112插至于第二凹槽11123,第二凸起11122插至于第一凹槽11113，使绝缘骨架111与第一定子铁心113完全贴合在一起。[0092]作为优选的实施方式，定子10还包括紧固件13,第一压板121上设置有第一通孔1211，第一通孔1211数目为多个，且均匀分布于第一压板121的圆周表面，第二压板122上设置有第二通孔1221，第二通孔1221数目为多个，且均匀分布于第二压板122的圆周表面，第一定子铁心113上还设置有第三通孔1132,紧固件13穿过第二通孔1221、第三通孔1132及第一通孔1211，将第一定子铁心113固定于第一压板121与第二压板122之间，紧固件13多余的部分与线圈112出线端及进线端在同一侧。[0093]紧固件13包括螺栓131及螺母132,螺栓131穿过第二通孔1221、第三通孔1132及第一通孔1211，且螺栓131螺纹连接于螺母132,螺栓131连接可以加大第一定子铁心113在支撑架12上的稳定性，降低由于电机震动而使紧固件13松动的几率。[0094]定子10还包括第二定子单元14,第二定子单元14包括第二定子铁心，相邻两个定子铁心之间的连接方式有两种实施方式：[0095]实施方式一:第一定子铁心113上还设置有第一连接部1133，第二定子铁心上还设置有与第一连接部1133连接的第二连接部1134，相邻的两个定子铁心通过第一连接部1133及第二连接部1134相互咬合结构紧密配合在一起，第一定子铁心113与第二定子铁心为相同的结构，即第一连接部1133与第二连接部1134分别设置于第一定子铁心113两侧，第一连接部1133为第三凸起1135,第二连接部1134为第三凹槽1136。[0096]实施方式二:定子10还包括衔接块15,第一连接部1133与第二连接部1134均为凹槽，衔接块15—端插置于第一连接部1133,衔接块15另一端插置于第二连接部1134形成定位，第一连接部1133与第二连接部1134分别设置在两个相临的第一定子铁心113及第二定子铁心上，两个凹槽也分别设置在第一定子铁心113两侧，第一定子铁心113及第二定子铁心通过衔接块15在榫卯连接的作用下紧密配合在一起，这样的拼接方式使得定子铁心的电工钢材料利用率由传统方案的15%提升到45%以上，节省了电工钢材料，同时在成本压力允许的前提下，也可通过选用更高牌号的无取向冷乳硅钢片来降低电机铁心损耗，提高电机的运行效率，本实施例的衔接块15为铆钉，铆钉材料可以选用DT4或10#钢。[0097]第一定子单元11与第二定子单元14结构相同，多个定子单元之间相互咬合，且在第一压板121及第二压板122支撑固定下，沿圆周形成一个规则的圆环，最后再采用真空浸漆工艺对定子10进行绝缘处理，就是一个完整的力矩电机定子10。[0098]由于将线圈112直接绕制在定子铁心模块上，可实现机器绕制，一方面提高了加工效率，另一方面机绕线圈112相比人工绕制，其加工参数的一致性可得到较好保证，将线圈112直接绕在定子铁心上，缩短了线圈112的端部尺寸，在电机安装空间不变的前提下，定子铁心的轴向长度得以增加，电机的有效体积得以增大，电机的输出转矩得以提高。[0099]本实施例为获得良好的转矩波动和定位精度，将转子20设计为双斜极结构，第一永磁体221与第三永磁体223的同一磁极均设置于同一方向，第二永磁体222与第四永磁体224的同一磁极均设置于同一方向，第二永磁体222与第一永磁体221磁场同一磁极的设置方向相反;第一永磁体221与第二永磁体222倾斜角度相同，第三永磁体223与第四永磁体224倾斜角度相同，但第一永磁体221与第三永磁体223倾斜角度相反，第一永磁体221、第二永磁体222、第三永磁体223及第四永磁体224的其余部分均相同。[0100]第一永磁体221与第二永磁体222在转子辄21的同一侧按圆周相间排列，第三永磁体223与第四永磁体224在转子辄21的另外一侧按圆周相间排列，最终形成2p极的双斜极永磁同步力矩电机转子20,其与多个拼块式定子铁心组合后就形成了多槽2p极的电机极槽配合结构。本案通过倾斜角Θ的设计，极大消弱了永磁电机的齿槽转矩，使电机的气隙磁场正弦化，进而使电机的反电势趋于正弦，最终达到抑制电机纹波转矩的目的，使电机的输出转矩更加平稳;再次，双斜极转子20结构的对称性也消除了转子20产生相对于定子10的轴向力的可能性。[0101]齿槽转矩，是由于转子20开槽后，齿槽对应的气隙磁导不均匀造成的，齿槽转矩的产生机理是：当电机旋转时，永磁电机将产生齿槽转矩，它的产生与永磁电机是否通电无关，其强度随磁场的强度而变化，气隙磁场越强，齿槽转矩也越大，反之磁场越小，齿槽转矩越小。[0102]由齿槽转矩产生的机理可知，为了使齿槽转矩为0,斜槽后应使总磁导不变，则转子20斜极的距离为：[0104]式中：[0105]LCMQ，2p——电机槽数和极数的最小公倍数；[0106]K——系数；[0107]设t为斜极距离与齿矩的比值，则当t满足[9]时，齿槽转矩为0。[0109]设Θ为斜极的角度，则当Θ满足[10]是，齿槽转矩为〇。[0111]为验证上述理论分析的正确性，结合本案的电机原始参数进行了有限元的仿真计算，结果如图13所示，图中实线为斜槽前的齿槽转矩波形，虚线为斜槽后的齿槽转矩波形，从图中能够明显看出，斜槽后齿槽转矩几乎被削弱为〇,可见理论分析的正确性。[0112]调速永磁同步电机都采用变频器供电，而现代变频器几乎全部采用SPWM正弦波脉宽调制）的电压输出波形，它是利用标准正弦波与三角波经调制而成，SPffM输出电压波形中的低次谐波之和为零，即SPWM的输出电压是一个标准的正弦波，而永磁体励磁磁场和定子10绕组磁场的空间分布不可能完全正弦，所以反电势波形势必要发生畸变，这种因为反电势或电流波形畸变引起的谐波转矩就称为纹波转矩。[0113]如果能够保证电机在变速过程中，其反电势始终与SPWM保持良好的贴近度其谐波含量之和相对基波的畸变率控制在5%以内），即可保证电枢电流的正弦比，这就解决了永磁同步电机的转矩脉动问题。[0114]从电磁感应定律可知，要使电机反电势波形正弦，其实就是如何使产生反电势的磁场波形正弦的问题。对于永磁同步电机，主要有以下几种方法：[0115]1采用对称的Y接绕组；[0116]2采用偏心气隙；[0117]3优化极弧系数；[0118]4斜槽或斜极。[0119]对于实现对称的Y接绕组非常简单，基本上都可以实现;而采用不均匀气隙使得生产工艺复杂和制造成本高昂，不到万不得已一般不采用；因此只能从优化极弧系数和采用斜极的方式来进行优化。[0120]根据电机学理论，图11所示矩形波磁场分布用Fourier级数分解成各次谐波的数学表达式为：[0122]式中：[0123]Bm一一气隙磁密幅值；[0124]k——奇数；[0125]通过选择适当的极弧系数来消除某次谐波对反电势波形的影响，是永磁同步电机的一大优点。通过调整漏磁的大小和选择合适的极弧系数，使气隙磁场波形呈图11所示的准梯形波分布时，则用Fourier级数分解成空间各次谐波的数学表达式变为：[0127]式中：[0128]α一一主磁极极距短距角的一半，α乒0;[0129]如图12所示，通过比较[14]和[15]发现，[15]是[14]的，倍，也就是说基波仅仅削弱了倍，在时其近似为1，而对各次谐波却减小为[14]式的咅，并且完全可以通过令ka=^!来消除某一特定的谐波。[0130]从电机理论可知，能被3整除的奇次谐波可以通过三相对称绕组的联结消除，在电机的设计中最关心的是5次和7次谐波的治理，因此，理想的选择是：[0132]针对永磁同步电机，与a对应的还可以有另外的一种表达形式：[0134]式中：[0135]bi一一主磁极极弧宽度；[0136]τ——极距；[0138]Q1一一计算极弧系数；[0139]Dii--定子10内径；[0140]P一一电机极对数；[0141]由[16]可知：[0143]如本案，考虑到电机的气隙磁场，以及永磁体的安装，最终选择Cti=O.7。[0144]通过设计倾斜角Θ和极弧系数Ct1，使电机的气隙磁场更加正弦化，如图14,图中实线为直槽的气隙磁密波形，虚线为双斜槽的气隙磁密波形，从图15对图14的气隙磁密波形进行FFT分析后发现，图15中实线为直槽电机气隙磁密的FFT，虚线为双斜槽电机气隙磁密的FFT，直槽的气隙磁密总谐波畸变率THD为52.26%，而双斜槽的气隙磁密总谐波畸变率THD为19.69%，可见双斜槽设计对谐波的治理效果十分明显；同时能看出，斜槽后气隙磁密幅值为直槽的95.1%，可见双斜槽对电机磁场储能的影响非常微小，可以忽略不计。[0145]同时，通过设计倾斜角Θ和极弧系数Ct1，使电机的气隙磁场更加正弦化，因此电机的反电势也将趋于正弦。如图16所示，图中幅值高的实曲线为线反电势波形，幅值低的虚曲线为相反电势波形，对线反电势进行FFT分析，如图17所示，图中实线为线反电势FFT，可见线反电势总谐波畸变率THD仅为1.13%，远优于理论分析要求的5%。[0146]本实施例中，将转子20上的永磁体设计为双斜极结构，通过优化设计的倾斜角度Θ，将永磁同步电机的齿槽转矩有效削弱。同时由于双斜极的对称性降低了转子20产生相对于定子10的轴向力的可能性，通过优化设计永磁体的极弧宽度h，使电机得气隙磁场波形正弦化，进而使电机的反电势波形趋于正弦，从而有效控制了电机的纹波转矩；同时，由于电机的气隙磁场正弦，故可以通过适当减小定子10、转子20间的气隙长度来提高电机的气隙磁场强度，进而提高了电机的磁场储能，提高了电机的转矩密度。[0147]本实施例涉及的永磁同步电机，搭载26位高精度光栅编码器，最终可达到重复定位精度2"，定位精度10"的精度，如图18所示，图中的实线为一台电机的实测数据，证明该永磁同步电机满足高精度的设计需求。[0148]上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

权利要求：1.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：定子，所述定子设置有第一定子单元，所述第一定子单元包括绝缘骨架、线圈及第一定子铁心，所述绝缘骨架包括第一固定架及与所述第一固定架连接的第二固定架，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一定子铁心上，所述线圈安装于所述第一固定架及第二固定架上；转子，所述转子设置有磁性组件，所述磁性组件包括依次安装的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体及第四永磁体，所述转子与所述定子之间设有间隙，并与所述定子安装于电机内。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于:所述定子包括支撑架，所述支撑架包括第一压板及与所述第一压板间隔设置的第二压板，所述第一定子铁心两端分别与所述第一压板及第二压板连接。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机，其特征在于:所述第一定子铁心上设置有第一回形腔，所述第一固定架与所述第二固定架均安装于所述第一回形腔。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机，其特征在于:所述第一固定架上设置有第一线槽，所述第二固定架上设置有第二线槽，所述第一线槽与所述第二线槽构成第二回形腔，所述线圈安装于所述第二回形腔内。5.根据权利要求4所述的永磁同步电机，其特征在于:所述第一固定架还设置有第一凸起及第一凹槽，所述第二固定架上相对应还设置有第二凸起及第二凹槽，所述第一凸起插至于所述第二凹槽，所述第二凸起插至于所述第一凹槽。6.根据权利要求5所述的永磁同步电机，其特征在于:所述定子还包括紧固件，所述第一压板上设置有第一通孔，所述第二压板上设置有第二通孔，所述第一定子铁心上还设置有第三通孔，所述紧固件穿过所述第二通孔、第三通孔及第一通孔，将所述第一定子铁心固定于所述第一压板与所述第二压板之间。7.根据权利要求6所述的永磁同步电机，其特征在于:所述定子还包括第二定子单元，所述第二定子单元包括第二定子铁心，所述第一定子铁心上还设置有第一连接部，所述第二定子铁心上还设置有与所述第一连接部连接的第二连接部。8.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于:所述定子还包括衔接块，所述第一连接部与所述第二连接部均为凹槽，所述衔接块一端插置于所述第一连接部，另一端插置于所述第二连接部。9.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于:所述第一永磁体与所述第三永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第四永磁体的同一磁极均设置于同一方向，所述第二永磁体与所述第一永磁体磁场同一磁极的设置方向相反。10.根据权利要求9所述的永磁同步电机，其特征在于:所述第一永磁体与所述第二永磁体倾斜角度相同，所述第三永磁体与所述第四永磁体倾斜角度相同，所述第一永磁体与所述第三永磁体倾斜角度相反。

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