自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机制造技术

本发明专利技术的名称为自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。属于动力电机技术领域。它的主要特征是：定子无铁芯绕组沿无铁芯高分子材料精铸定子构架圆周分布，该定子构架直接间隔套装在定子型外壳或定子型结构外壳上；转子无铁芯永磁体沿无铁芯高分子材料精铸转子构架圆周分布，该转子构架直接铰接固定在主轴上；机壳包括两侧定子型外壳或转子型外壳及中间的转子型结构或定子型结构外壳。其单位重量的高功率可达7kw/kg以上，转矩密度25Nm/kg，磁场能量密度高，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自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。

【技术实现步骤摘要】
自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机
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，具体是一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。
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、高功率密度、高转矩密度、高磁场能量密度为目的，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，采用传统电机型式，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自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，具有结构简单、其功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高和无铁芯的特点。本专利技术的技术解决方案是：一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，包括定子绕组、定子骨架、转子永磁体、转子骨架、主轴、轴承总成及压盖和机壳，其特征在于：所述定子骨架为无铁芯高分子材料精铸定子构架，定子绕组为定子无铁芯绕组，定子无铁芯绕组沿无铁芯高分子材料精铸定子构架圆周分布，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型外壳或定子型结构外壳内壁；所述转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架，转子永磁体为转子无铁芯永磁体，转子无铁芯永磁体沿无铁芯高分子材料精铸转子构架圆周分布，无铁芯高分子材料精铸转子构架直接铰接固定在主轴上；所述无铁芯高分子材料精铸定子构架与无铁芯高分子材料精铸转子构架相邻；所述机壳包括两侧定子型外壳或转子型外壳及中间的定子型结构外壳或转子型结构外壳，无铁芯高分子材料精铸定子构架位于定子型外壳或定子型结构外壳内，无铁芯高分子材料精铸转子构架位于转子型外壳或转子型结构外壳内。本专利技术的技术解决方案中所述的机壳通过螺栓总成连接；定子型外壳和定子型结构外壳上设有接线盒。本专利技术的技术解决方案中所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架位于主轴中间，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸定子构架，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型外壳内壁；所述机壳包括两侧的定子型外壳和中间的一个转子型结构外壳；此为中转子两侧定子型式的永磁电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架位于主轴中间，两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸转子构架，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；所述机壳包括两侧的转子型外壳和中间的一个定子型结构外壳，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型结构外壳内壁；此为中定子两侧转子型式的永磁电机结构型式。本专利技术的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架共有三组，其中一组位于主轴中间，另外二组分别位于主轴的两外侧，三组无铁芯高分子材料精铸定子构架分别直接安装在两侧的定子型外壳和中间的定子型结构外壳内壁；所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架，共有二组，分别位于主轴中间位置无铁芯高分子材料精铸定子构架的两侧、两外侧无铁芯高分子材料精铸定子构架的内侧，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；所述机壳包括两侧的定子型外壳，中间的定子型结构外壳，以及定子型结构外壳与两侧定子型外壳之间的转子型结构外壳。本专利技术的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架散热通道、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔；无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构的中心形成第二主轴结构套口；外圆框架、中圆框架和两相邻的连接直杆之间形成绕组线圈舱。本专利技术的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸转子构架包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔；无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构的中心形成无铁芯转子轴套口，无铁芯转子轴套口上设有键槽总成。本专利技术的技术解决方案中所述的转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板包括外圆框架、中圆框架、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔。本专利技术的技术解决方案中所述的定子无铁芯绕组为定子无铁芯径向式绕组或定子无铁芯轴向式绕组；定子无铁芯径向式绕组或定子无铁芯轴向式绕组缠绕装入无铁芯高分子材料精铸定子构架中，绕组间形成绕组线圈间隙1～3mm。本专利技术的技术解决方案中所述的转子无铁芯永磁体组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架内，用转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架与转子无铁芯永磁体压边镶填夹装紧固成为一体；所述主轴上设有键槽，键槽和键槽总成与无铁芯高分子材料精铸转子构架和转子无铁芯永磁体整体的铰接，再与轴承总成及压盖完成和合铰接成为一体。定子无铁芯绕组，安装在电机轴向中间，气隙的两侧端设置转子无铁芯永磁体；计算转子无铁芯的轴向挠度变形量，转子无铁芯永磁体受到单边力，可避免气隙厚度不均匀现象。两端的无铁芯永磁体磁性很强，可直接形成两端轴磁回路，无铁芯结构没有铁耗，效率更高。属于双气隙结构转矩密度大，其结构两个转子无铁芯永磁体在外两侧，双定子无铁芯绕组在中间；设置定子无铁芯绕组与转子无铁芯永磁体的内冷风路可以提高散热效率，受高转矩密度可获得更高的功率转矩密度，是本专利技术的次选结构。组合结构是三定子二转子型式、多组定子无铁芯绕组结构和多组转子无铁芯永磁体结构组合的，其结构型式转矩密度大，设计装配简单；设计转子无铁芯永磁体两侧磁极属性相同排列或不同排列，其磁场转子轭磁路不同，异性排列没有转子轭磁路，转子无铁芯永磁体很薄节省材料，同理没有定子无铁芯绕组轭磁路，定子无铁芯绕组很薄损耗小。同性排列转子无铁芯永磁体厚转动惯量大，定子无铁芯绕组小槽部位槽满率高。定子无铁芯绕组型式简单，绕组利用率高；各相间相互独立效率高，也可以联合叠加功率扭矩，回收能量大。无铁芯高分子材料精铸定子构架、无铁芯高分子材料精铸转子构架、转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板的材料选择，高分子材料在机械工业中的应用广泛，所谓“以塑代钢”，“以塑代铁”成为材料科学研究应用科学的重点，其拓宽了材料选用范围，使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便耐用和经济转变。聚甲醛在汽车行业代替锌、铜、铝等有色金属，大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件，取代铸铁和钢冲压件，应用于无铁芯高分子材料精铸定子构架、无铁芯高分子材料精铸转子构架、转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板是本专利技术的最佳选择。本专利技术的有益效果在于：1、使用时，可通过本专利技术独立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，包括定子绕组、定子骨架、转子永磁体、转子骨架、主轴（9）、轴承总成及压盖（10）和机壳，其特征在于：所述定子骨架为无铁芯高分子材料精铸定子构架（2），定子绕组为定子无铁芯绕组，定子无铁芯绕组沿无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）圆周分布，无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）直接间隔套装在定子型外壳（20）或定子型结构外壳（19）上；所述转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架（6），转子永磁体为转子无铁芯永磁体（7），转子无铁芯永磁体（7）沿无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）圆周分布，无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）直接铰接固定在主轴（9）上；所述无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）与无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）相邻；所述机壳包括两侧定子型外壳（1）或转子型外壳（20）及中间的转子型结构外壳（15）或定子型结构外壳（19），无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）位于定子型外壳（1）或定子型结构外壳（19）内，无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）位于转子型外壳（20）或转子型结构外壳（15）内。

【技术特征摘要】
1.一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，包括定子绕组、定子骨架、转子永磁体、转子骨架、主轴（9）、轴承总成及压盖（10）和机壳，其特征在于：所述定子骨架为无铁芯高分子材料精铸定子构架（2），定子绕组为定子无铁芯绕组，定子无铁芯绕组沿无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）圆周分布，无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）直接间隔套装在定子型外壳（20）或定子型结构外壳（19）上；所述转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架（6），转子永磁体为转子无铁芯永磁体（7），转子无铁芯永磁体（7）沿无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）圆周分布，无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）直接铰接固定在主轴（9）上；所述无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）与无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）相邻；所述机壳包括两侧定子型外壳（1）或转子型外壳（20）及中间的转子型结构外壳（15）或定子型结构外壳（19），无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）位于定子型外壳（1）或定子型结构外壳（19）内，无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）位于转子型外壳（20）或转子型结构外壳（15）内。2.根据权利要求1所述的自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，其特征在于：所述的机壳通过螺栓总成（18）连接；定子型外壳（1）和定子型结构外壳（19）上设有接线盒（12）。3.根据权利要求1或2所述的一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，其特征在于：所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架（6），位于主轴（9）中间，无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）铰接紧固在主轴（9）上；两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸定子构架（2），无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）直接间隔套装在定子型外壳（1）上；所述机壳包括两侧的定子型外壳（1）和中间的一个转子型结构外壳（15）。4.根据权利要求1或2所述的一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，其特征在于：所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）位于主轴（9）中间，两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸转子构架（6），无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）铰接紧固在主轴（9）上；所述机壳包括两侧的转子型外壳（20）和中间的一个定子型结构外壳（19），无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）直接间隔套装在定子型结构外壳（19）上。5.根据权利要求1或2所述的一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，其特征在于：所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）共有三组，其中一组位于主轴（9）中间，另外二组分别位于主轴（9）的两外侧，三组无铁芯高分子材料精铸定子构架（2）分别直接安装在两侧的定子型外壳（1）和中间的定子型结构外壳（19）上；所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架（6）...

【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