高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机制造技术

本发明专利技术的名称为高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机。属于动力电机技术领域。它的主要特征是：包括定子式机壳、定子式副机壳、定子铁芯、定子铁芯绕组、转子式机壳、转子式副机壳、转子铁芯、转子铁芯永磁体、主轴、轴承总成；所述定子铁芯绕组沿定子铁芯圆周分布；所述转子铁芯永磁体沿转子铁芯圆周分布；所述定子铁芯绕组与转子铁芯永磁体相邻，且其之间设有气隙。其单位重量的高功率可达7kw/kg，转矩密度25Nm/kg；磁场能量密度高；可设计为500～25000转/min；具有结构简单、功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高、成本低效果好等特点，可广泛推广使用于交通动力领域的高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机。

【技术实现步骤摘要】
高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机
本专利技术属于动力电机
，涉及一种用于交通装备的动力电机，适用于车辆、船舶、飞行器、通用动力多用途的永磁动力电机，具体是一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机。
技术介绍
目前电机市场，以传统方式结构的动力电机为主，只从2011年以来动力电机的结构型式也在改变的过程中，主要围绕以王子齐教授专利技术专利：车辆船舶牵引变频调速交直流为一体的永磁超能动力电机（专利号：ZL201110295188.3）、自动增减功率扭矩发电充电多功能永磁超强超能驱动电机（专利号：201310290881.0）的型式在改变着结构型式，以体积小、重量轻、功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高为目的，近几年市场上虽然出现了不少永磁电机的结构型式，但以传统结构、设计理念，而导致的体积大的问题仍然存在，采用传统电机方式，造成功率密度低、转矩密度低、磁场能量密度低的问题依然存在，影响提高功率密度和转矩密度及磁场能量密度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，具有结构简单、功率密度高、转矩密度高和磁场能量密度高的特点。本专利技术的技术解决方案是：一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，包括定子铁芯、定子铁芯绕组、转子铁芯、转子铁芯永磁体、主轴、轴承总成和机壳，其特征在于：所述定子铁芯绕组沿定子铁芯圆周分布，定子铁芯直接间隔套装在主轴上；所述转子铁芯永磁体沿转子铁芯圆周分布，转子铁芯直接固定在主轴上；所述定子铁芯绕组与转子铁芯永磁体相邻，且其之间设有气隙；所述机壳包括相互连接的定子式机壳和转子式机壳。本专利技术的技术解决方案中所述的定子式机壳和转子式机壳是通过其上设置的连体螺丝孔及螺丝杆、螺母铰链；定子式机壳或/和转子式机壳上设有接线盒。本专利技术的技术解决方案中所述的定子铁芯仅一侧面设有定子铁芯绕组；所述的转子铁芯仅一侧面设有转子铁芯永磁体；所述定子式机壳为一个定子式主机壳，转子式机壳为一个转子式主机壳，此为一定一转电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的定子铁芯两侧面均设有定子铁芯绕组；所述的转子铁芯包括分布在定子铁芯两侧的两个转子铁芯，每个转子铁芯仅一侧面设有转子铁芯永磁体；所述定子式机壳为一个定子副机壳，转子式机壳为二个转子式主机壳，定子副机壳上设有连体螺丝孔，此为一定双转电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的转子铁芯两侧面均设有转子铁芯永磁体；所述的定子铁芯包括分布在转子铁芯两侧的两个定子铁芯，每个定子铁芯仅一侧面设有定子铁芯绕组；所述定子式机壳为二个定子式主机壳，转子式机壳为一个转子副机壳，转子副机壳上设有连体螺丝孔，此为双定一转电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的定子铁芯包括三个定子铁芯，转子铁芯包括两个转子铁芯，三个定子铁芯与两个转子铁芯间隔分布；两个转子铁芯的两侧面均设有转子铁芯永磁体；中间的定子铁芯两侧面均设有定子铁芯绕组，两外侧的定子铁芯仅一侧面设有定子铁芯绕组；所述的定子式机壳包括二个定子式主机壳和一个定子副机壳，转子式机壳为二个转子副机壳，定子副机壳和转子副机壳上设有连体螺丝孔，此为三定双转电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的定子铁芯是通过中心的主轴套口间隔套装在主轴上，属于无连接的媒介套口；转子铁芯通过主轴上的键槽直接固定在主轴上。本专利技术的技术解决方案中所述的定子式机壳和转子式机壳上设有主轴套口，主轴通过轴承总成与主轴套口连接。本专利技术的技术解决方案中所述的二个转子式主机壳设有凸式企口，定子副机壳的两侧设有凹式企口，凸式企口与凹式企口相交密封紧固。本专利技术的技术解决方案中所述的二个定子式主机壳设有凸式企口，转子副机壳的两侧设有凹式企口，凸式企口与凹式企口相交密封紧固。本专利技术的有益效果在于：本专利技术在使用时，可维持其磁场的高磁密度，能量回收由永磁电机转换为发电机，控制简单；本专利技术可节省永磁体磁钢的使用量，由于稀土永磁价格高，通过减少使用量可降低永磁电机的成本，以永磁体的高性能补偿其用量的缺失，降低了成本的问题；本专利技术气隙的体积大，有利于永磁电机对工作环境的要求，可加速绕组热量的均匀扩散，消除了永磁体180℃退磁和失效的风险；本专利技术设置中间轴向转子铁芯永磁体结构，中间轴向定子铁芯绕组结构，多组定子铁芯绕组和转子铁芯永磁体结构，永磁体结构型式设置弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式多种结构，此结构对永磁电机过载有一定的保护作用，因此就不存在过载退磁的问题，电磁负荷和磁场密度可自行调节；本专利技术单位重量的高功率可达7kw/kg，转矩密度25Nm/kg；本专利技术因槽满率高，当线圈中通有电流时，线圈中储存磁场能量，通过线圈的电流大，线圈越多，储存的能量就越多，在相同电流的线圈中，电感越大的线圈，储存的能量越多，因此线圈的电感反映其储存磁场能量的越高本专利技术具有结构简单、功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高、成本低效果好等特点，可广泛推广使用于交通装备动力领域的高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机。附图说明图1为本专利技术实施例1的轴向剖面图。图2为本专利技术实施例1的轴向结构示图。图3为本专利技术实施例2的轴向剖面图。图4为本专利技术实施例2的轴向结构示图。图5为本专利技术实施例3的轴向剖面图。图6为本专利技术实施例3的轴向结构示图。图7为本专利技术实施例4的轴向剖面图。图8为本专利技术实施例4的轴向结构示图。图9为本专利技术定子铁芯径向结构示图。图10为本专利技术右向定子铁芯绕组轴向结构示图。图11为本专利技术左向定子铁芯绕组轴向结构示图。图12为本专利技术双向定子铁芯绕组轴向结构示图。图13为本专利技术转子铁芯径向结构示图。图14为本专利技术右向转子铁芯永磁体轴向结构示图。图15为本专利技术左向转子铁芯永磁体轴向结构示图。图16为本专利技术双向转子铁芯永磁体轴向结构示图。图中：1.定子铁芯；2.定子铁芯绕组；3.转子铁芯；4.转子铁芯永磁体；5.定子式主机壳；6.转子式主机壳；7.主轴；8.轴承总成；9.接线盒；10.螺母；11.连体螺丝孔；12.螺丝杆；13.键槽；14.气隙；15.主轴套口；16.凸式企口；17.凹式企口；18.定子副机壳；19.转子副机壳。具体实施方式实施例1如图1-2、图9-10、图13、图15所示。本专利技术实施例1包括定子铁芯1、定子铁芯绕组2、转子铁芯3、转子铁芯永磁体4、主轴7、轴承总成8、定子式主机壳5、转子式主机壳6和接线盒9，此为一定一转电机结构型式。定子铁芯1圆心处设有15主轴套口，一侧面沿圆周分布有若干安装槽，定子铁芯绕组2装入定子铁芯1的安装槽内。定子铁芯绕组2结构型式设置为径向式和轴向式，径向式为传统电机绕组，亦可做成无铁芯结构绕组，轴向式绕组是直接绕过铁芯的上下两槽，绕组端部很短，工艺简单槽满率高，径向式绕组与轴向式绕组的端部走向不一致，槽内电流方向是一致的，绕组形成的势动势形状是一致的。定子铁芯1是通过中心的主轴套口15间隔套装在主轴7上，属于无连接的媒介套口。转子铁芯3圆心处设有15主轴套口，单侧面沿圆周分布有若干安装槽，转子铁芯永磁体4装入转子铁芯3单侧面的安装槽内。转子铁芯永磁体4的和合设置矽钢片压边镶填夹装工艺，对永磁体紧固牢固，转子铁芯永磁体4结构型式设置为弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式，均可达到齿槽转矩波形，齿槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，包括定子铁芯（1）、定子铁芯绕组（2）、转子铁芯（3）、转子铁芯永磁体（4）、主轴（7）、轴承总成（8）和机壳，其特征在于：所述定子铁芯绕组（2）沿定子铁芯（1）圆周分布，定子铁芯（1）直接间隔套装在主轴（7）上；所述转子铁芯永磁体（4）沿转子铁芯（3）圆周分布，转子铁芯（3）直接固定在主轴（7）上；所述定子铁芯绕组（2）与转子铁芯永磁体（4）相邻，且其之间设有气隙（14）；所述机壳包括相互连接的定子式机壳和转子式机壳。

【技术特征摘要】
1.一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，包括定子铁芯（1）、定子铁芯绕组（2）、转子铁芯（3）、转子铁芯永磁体（4）、主轴（7）、轴承总成（8）和机壳，其特征在于：所述定子铁芯绕组（2）沿定子铁芯（1）圆周分布，定子铁芯（1）直接间隔套装在主轴（7）上；所述转子铁芯永磁体（4）沿转子铁芯（3）圆周分布，转子铁芯（3）直接固定在主轴（7）上；所述定子铁芯绕组（2）与转子铁芯永磁体（4）相邻，且其之间设有气隙（14）；所述机壳包括相互连接的定子式机壳和转子式机壳。2.根据权利要求1所述的高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，其特征在于：所述的定子式机壳和转子式机壳是通过其上设置的连体螺丝孔（11）及螺丝杆（12）、螺母（10）铰链；定子式机壳或/和转子式机壳上设有接线盒（9）。3.根据权利要求1或2所述的一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，其特征在于：所述的定子铁芯（1）仅一侧面设有定子铁芯绕组（2）；所述的转子铁芯（3）仅一侧面设有转子铁芯永磁体（4）；所述定子式机壳为一个定子式主机壳（5），转子式机壳为一个转子式主机壳（6）。4.根据权利要求1或2所述的一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，其特征在于：所述的定子铁芯（1）两侧面均设有定子铁芯绕组（2）；所述的转子铁芯（3）包括分布在定子铁芯（1）两侧的两个转子铁芯（3），每个转子铁芯（3）仅一侧面设有转子铁芯永磁体（4）；所述定子式机壳为一个定子副机壳（18），转子式机壳为二个转子式主机壳（6），定子副机壳（18）上设有连体螺丝孔。5.根据权利要求1或2所述的一种高功率转矩高磁场能量密度永磁巨能动力电机，其特征在于：所述的转子铁芯（3）两侧面均设有转子铁芯永磁体（4）；所述的定子铁芯（1）包括分布在转子铁芯（3）两侧的两个定子铁芯（1），每个定子铁芯（1）仅一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一宸，王一力，王一霖，王子齐，
申请(专利权)人：王一霖，
类型：发明
国别省市：辽宁,21