一种具有双层永磁体励磁的永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，包括第一定子、第二定子和转子；所述转子位于第一定子内侧；所述第二定子位于转子内侧；所述转子固定在转轴上；所述第一定子的内侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内均设有第一永磁体和电枢绕组；所述转子均匀的嵌有第二永磁体；所述第二定子的外侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内设有第三永磁体。本发明专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机，其第二定子轭部区域用于产生沿着气隙圆周方向上额外的磁阻变化，与传统的永磁电机相比，其充分利用了转子轭部区域，且留有足够的轭部区域避免转子铁心发生饱和。本发明专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机具有较大的输出转矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机与传动
，尤其涉及一种具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机。
技术介绍
与传统电励磁电机相比，永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗少，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而受到电动汽车行业的广泛关注。近年来，一种定子永磁型电机，即磁通切换型永磁电机得到广泛关注。与传统的永磁电机相比，该电机的定子上有永磁体和电枢绕组，转子上无永磁体和绕组，仅有导磁铁心组成。该电机的转矩密度比传统的永磁电机低得多。为了提高该类电机的功率密度和转矩密度，可在电机内部适当的增加永磁体数量，且电机可采用双定子结构。专利CN103647382A给出了一种双定子高功率密度磁通切换永磁电机，其永磁体和电枢绕组均放置在内、外定子上，转子上无绕组、无电刷、无永磁体、无导磁轭部，仅由导磁块通过连接桥连成环形整体。由于该电机内、外定子电枢绕组之间只有电路连接而无磁路耦合，转子上应留有足够的轭部厚度以避免转子铁心饱和。而该电机省去了转子导磁轭部，虽减小了转子的体积、重量和转动惯量，减小了转子铁损耗，但是该电机中内外定子铁心的电磁负荷受限，电机转矩密度较低。
技术实现思路
专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，具有较大的输出转矩，适用于低速驱动系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，包括:第一定子和转子；所述转子位于第一定子内侧，所述转子与第一定子之间设有外气隙；所述转子固定在转轴上，作为电机唯一的机械端口 ；所述第一定子整体呈环形结构，且在第一定子的内侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内均设有第一永磁体和电枢绕组；所述转子呈环形结构并均匀的嵌有第二永磁体。优选的，所述第一永磁体为设置在第一定子开槽的槽口上的单一极性的永磁体。优选的，所述第一永磁体为设置在第一定子开槽两侧起聚磁作用的条形永磁体。优选的，所述转子上的第二永磁体按照Halback阵列分布。优选的，所述永磁电机还包括第二定子；所述第二定子位于转子内侧；所述第二定子与转子之间设有内气隙。优选的，所述转子上的第二永磁体的极对数为pPM—Rc]t?，所述第一定子上的电枢绕组的极对数为pw，所述第一定子开槽结构上产生的凸极数为P&stat?，其满足关系式: PpM_Rotor_Pw — P Fe—Stator;所述第一定子上第一永磁体的极对数为PPM—stat?，所述转子铁磁端产生的凸极数为 PFe_ Rotor， 其满足关系式: Ppm—Stator+Pw — P Fe—Rotor;其中第一定子开槽结构上产生的凸极数PhStat?与第二定子的凸极数相等。优选的，所述第一定子外部设有散热装置。本专利技术的有益效果是:本专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机，其第二定子轭部区域用于产生沿着气隙圆周方向上额外的磁阻变化，与传统的永磁电机相比，其充分利用了转子轭部区域，且留有足够的轭部区域避免转子铁心发生饱和。本专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机具有较大的输出转矩。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种具有双层永磁体励磁的永磁电机不局限于实施例。【附图说明】图1是本专利技术的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机结构示意图；图2是本专利技术的具有双层永磁体励磁的单定子永磁电机结构示意图。【具体实施方式】实施例1参见图1和图2所示，本专利技术的一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，包括:第一定子1和转子2 ;所述转子2位于第一定子1内侧，所述转子2与第一定子1之间设有外气隙；所述转子2固定在转轴上，作为电机唯一的机械端口 ；所述第一定子1整体呈环形结构，且在第一定子1的内侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内均设有第一永磁体1-1和电枢绕组1-2 ；所述转子2呈环形结构并均匀的嵌有第二永磁体2-1。更进一步，所述第一永磁体1-1为设置在第一定子1开槽的槽口上的单一极性的永磁体。更进一步，所述第一永磁体1-1为设置在第一定子1开槽两侧起聚磁作用的条形永磁体。更进一步，所述转子2上的第二永磁体2-1按照Halback阵列分布。更进一步，所述永磁电机还包括第二定子3 ;所述第二定子3位于转子2内侧；所述第二定子3与转子2之间设有内气隙。更进一步，所述第一定子1外部设有散热装置。更进一步，在一个磁通调制式电机中，不同部分的极对数的关系应满足以下关系:pPM±pw=pFe(1)其中pPM是永磁体的极对数，p w是三相电枢绕组的极对数，p 是磁通调制铁磁段数。极对数和各部分的转速应该满足下列关系:Ρρμ ω PM 土 Pw O W — p Fe ω Fe(2)其中ωΡΜ是永磁体的转速，ω Fe是铁磁段的转速，ω w是由固定的三相电枢绕组产生的旋转磁场转速:ω￥= 2Jifw/pw⑶其中fw是定子绕组电流频率。在本专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机中，第一定子1上的电枢绕组1-2的极对数、转子2上的第二永磁体2-1极对数和第一定子1上的开槽结构满足关系式:PpM_Rotor_Pw — P Fe—Stator(4)其中pPM—Rc]tOT是转子2上第二永磁体2-1的极对数，p w为第一定子1上的电枢绕组1-2的极对数，P&stat?是在第一定子1开槽结构上产生的凸极数。由式(4)所确定的关系满足式⑴的条件。因此，它是构成一台磁通调制式电机的条件。根据式(2)，转子2的转速可以有下式来确定:PpM Rotor W Rotor_Pw W W — 0⑶另外，第一定子1上的电枢绕组1-2的极对数、第一定子1上的第一永磁体1-1极对数和转子2上的凸极结构满足关系式:PpM_Stator+Pw — P Fe—Rotor⑶其中，Ppm—StatOT是第一定子1的第一永磁体Η的极对数，P Ff3—RcitOT是转子2铁磁段产生的凸极数，由式(6)决定的关系也满足式⑴的条件。因此，这构成了另一台磁通调制式电机。根据式(2)，转子2的转速oRcitOT可以有下式来确定:Pw ω w — P Fe_Rotor W Rotor(^)其中第一定子1开槽结构上产生的凸极数pFe—stat?与第二定子2的凸极数相等。当电机运行时，第一定子1上的电枢绕组1-2和第一永磁体1-1及凸极转子2构成了一对磁通切换电机；第一定子1上的电枢绕组1-2及其齿槽效应、第二定子3和转子2上的第二永磁体2-1构成了一对磁通调制电机。两对电机产生的两组电磁转矩将会叠加，使得本专利技术提出的具有双层永磁体励磁的双定子永磁电机的总输出转矩增大。上述实施例仅用来进一步说明本专利技术的一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，但本专利技术并不局限于实施例，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本专利技术技术方案的保护范围内。【主权项】1.一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，其特征在于，包括:第一定子和转子；所述转子位于第一定子内侧，所述转子与第一定子之间设有外气隙；所述转子固定在转轴上，作为电机唯一的机械端口； 所述第一定子整体呈环形结构，且在第一定子的内侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内均设有第一永磁体和电枢绕组； 所述转子呈环形结构并均匀的嵌有第二永磁体。2.根据权利要求1所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双层永磁体励磁的永磁电机，其特征在于，包括：第一定子和转子；所述转子位于第一定子内侧，所述转子与第一定子之间设有外气隙；所述转子固定在转轴上，作为电机唯一的机械端口；所述第一定子整体呈环形结构，且在第一定子的内侧设有均匀分布的开槽；所述开槽内均设有第一永磁体和电枢绕组；所述转子呈环形结构并均匀的嵌有第二永磁体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新华，傅为农，陈艺端，牛双霞，黄燕涛，胡岗，
申请(专利权)人：华侨大学，香港理工大学，苏州和鑫电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35