一种永磁同步电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁同步电机，包括壳体、电机轴、第一端部转子、第一定子、中间转子、第二定子和第二端部转子；壳体包括上端盖、下端盖、第一侧端盖和第二侧端盖；第一端部转子和第二端部转子的结构相同且均包括端部永磁体安装架、多块端部永磁体和磁轭；中间转子包括中间永磁体安装架、多块中间永磁体和中间永磁体压片；第一定子和第二定子的结构相同且均包括定子盘、线圈绕组和多块定子盘压片。本实用新型专利技术设计新颖合理，实现方便，减小了铁损耗，提高了效率，振动噪声低，消除了齿槽效应，运行可靠性高，具有广泛的应用前景，推广应用价值高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电机
，具体涉及一种永磁同步电机。
技术介绍
传统电机中，电机的磁场是由电流产生，为了减少磁路的磁阻，定、转子铁心采用硅钢片叠压而成，重量大(铁心重占总重量的60％左右)、体积大、损耗大(铁心损耗占总损耗的20％～30％)、振动噪声大(铁心齿、槽是产生噪声的主要根源)、效率低、转动惯量大、响应速度慢，而且当电机运行时，由于齿槽效应，会产生电磁转矩脉动。另外，传统电机只有一套绕组，当电机绕组发生短路、缺相等故障时，将会导致电机停止工作，影响整个系统。余度技术在高可靠性永磁同步电机设计中应用广泛，NicolaBianchi与SubhasisNandi等人计算得出：当单电机的可靠度为0.9时，双余度电机可靠度可达0.99；当单电机的可靠度为0.95时，双余度电机可靠度可达0.9975。永磁同步电机以其结构简单、体积小、重量轻、效率高等优点，已成为一体化电力作动器的首选。永磁同步电机伺服系统是一体化电力作动器的重要子系统，同时又是故障的高发环节，在航空航天电力作动系统中单余度永磁同步电机已经无法满足高可靠性要求。现有技术中的永磁同步电机余度方式主要有以下三种类型：a)串联余度结构：由两台独立的永磁同步电机构成驱动子系统是典型的串联余度结构，这种余度方式下电机的结构与单电机完全相同，系统中各台电机之间完全隔离，余度控制中无电磁耦合，因此控制策略简单；但这种余度系统的体积和重量很大，并且余度电机间的长轴连接方式极易放大转矩纷争而造成转轴扭曲和变形，甚至折断。b)并联余度结构：ShuangxiaNiu等人设计的电气双余度舵机作动系统采用了经典的并联余度结构，两套绕组分别由独立的电路完成驱动控制，当某一通道出现故障时，另一通道继续工作；但两套绕组间存在电磁耦合，增加了控制的复杂性，更重要的是当某一通道故障时，系统难以将其隔离。c)容错余度结构：NicolaBianchi等人提出了一种新型的多级双余度电机结构，定子分为外定子和内定子两部分，外定子采用分数槽集中绕组以减少槽数和定子轭重量，内定子采用凸极结构以增加绕组的绕制空间；这种结构的永磁同步电机适用于低转速大转矩系统，可提高系统控制的灵活性与电机的容错性能，但电机结构复杂，加工制作困难。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种永磁同步电机，其结构简单，设计新颖合理，实现方便，减小了铁损耗，提高了效率，振动噪声低，消除了齿槽效应，运行可靠性高，具有广泛的应用前景，推广应用价值高。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种永磁同步电机，其特征在于：包括壳体和横穿壳体设置的电机轴，以及依次设置在所述壳体内部的第一端部转子、第一定子、中间转子、第二定子和第二端部转子；所述壳体包括上端盖、下端盖、设置在第一端部转子侧面的第一侧端盖和设置在第二端部转子侧面的第二侧端盖，所述上端盖与下端盖固定连接，所述第一侧端盖与上端盖和下端盖均固定连接，所述第二侧端盖与上端盖和下端盖均固定连接；所述上端盖的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子的第一上定子卡槽和用于卡合连接所述第二定子的第二上定子卡槽，所述下端盖的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子的第一下定子卡槽和用于卡合连接所述第二定子的第二下定子卡槽；所述第一侧端盖上安装有用于支撑安装电机轴的第一轴承，所述第二侧端盖上安装有用于支撑安装电机轴的第二轴承；所述第一端部转子和第二端部转子的结构相同且均包括端部永磁体安装架、卡合连接在端部永磁体安装架上的多块端部永磁体和用于将多块所述端部永磁体压紧在端部永磁体安装架上的磁轭，相邻两块端部永磁体安装时的极性相反；所述端部永磁体安装架和磁轭均卡合连接在电机轴上；所述中间转子包括中间永磁体安装架、卡合连接在中间永磁体安装架上的多块中间永磁体和用于将多块所述中间永磁体压紧在中间永磁体安装架上的中间永磁体压片，相邻两块中间永磁体安装时的极性相反；所述中间永磁体安装架和中间永磁体压片均卡合连接在电机轴上；所述第一定子和第二定子的结构相同且均包括定子盘和缠绕在定子盘上的线圈绕组，以及用于将线圈绕组压紧在定子盘上的多块定子盘压片；所述定子盘上设置有供线圈绕组穿出的定子盘出线孔，所述第一定子的定子盘上部卡合连接在第一上定子卡槽内，所述第一定子的定子盘下部卡合连接在第一下定子卡槽内；所述第二定子的定子盘上部卡合连接在第二上定子卡槽内，所述第二定子的定子盘下部卡合连接在第二下定子卡槽内；所述上端盖上设置有供所述第一定子的线圈绕组穿出的第一定子出线孔和供所述第二定子的线圈绕组穿出的第二定子出线孔；所述电机轴上设置有位于第一轴承与第一端部转子之间的第一轴套，位于第一端部转子与第一定子之间的第二轴套，位于第二定子与第二端部转子之间的第三轴套，以及位于第二端部转子与第二轴承之间的第四轴套。上述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述端部永磁体安装架包括圆盘形的端部永磁体安装架本体和均匀设置在端部永磁体安装架本体外圆周上的多个端部永磁体卡槽，多块端部永磁体卡合连接在多个端部永磁体卡槽内，所述端部永磁体安装架本体上位于相邻两个端部永磁体卡槽之间的部分设置有端部永磁体安装架螺纹孔，所述端部永磁体安装架本体内圆周上均匀设置有多个端部永磁体安装架结构孔，所述端部永磁体安装架本体的中心设置有用于卡合连接电机轴的端部永磁体安装架轴孔；所述端部永磁体包括端部永磁体本体，所述端部永磁体本体的底面上设置有用于卡合连接到端部永磁体卡槽内的端部永磁体卡合连接部；所述磁轭包括圆环形的磁轭本体，所述磁轭本体上设置有多个分别与多个端部永磁体安装架螺纹孔相配合的磁轭连接孔，所述磁轭通过连接到磁轭连接孔和端部永磁体安装架螺纹孔内的螺栓与端部永磁体安装架固定连接。上述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述中间永磁体安装架包括圆盘形的中间永磁体安装架本体和均匀设置在中间永磁体安装架本体外圆周上的多个第一中间永磁体卡槽，多块中间永磁体卡合连接在多个中间永磁体卡槽内，所述中间永磁体安装架本体上位于相邻两个第一中间永磁体卡槽之间的部分设置有中间永磁体安装架螺纹孔，所述中间永磁体安装架本体内圆周上均匀设置有多个中间永磁体安装架结构孔，所述中间永磁体安装架本体的中心设置有用于卡合连接电机轴的中间永磁体安装架轴孔；所述中间永磁体压片包括圆环形的中间永磁体压片本体和均匀设置在中间永磁体压片本体上的多个第二中间永磁体卡槽，所述中间永磁体压片本体上位于相邻两个第二中间永磁体卡槽之间的部分设置有与中间永磁体安装架螺纹孔相配合的中间永磁体压片连接孔，所述中间永磁体压片通过连接到中间永磁体压片连接孔和中间永磁体安装架螺纹孔内的螺栓与中间永磁体安装架固定连接；所述中间永磁体包括中间永磁体本体，所述中间永磁体本体的底面上设置有用于卡合连接到第一中间永磁体卡槽内的中间永磁体第一卡合连接部，所述中间永磁体本体的顶面上设置有用于卡合连接到第二中间永磁体卡槽内的中间永磁体第二卡合连接部。上述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述定子盘包括圆环形的定子盘本体和均匀设置在定子盘本体上用于缠绕线圈绕组的多个线圈固定凸起，所述线圈固定凸起上设置有定子盘压片卡槽，所述定子盘本体位于定子盘压片卡槽内的部分设置有定子盘通孔，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机，其特征在于：包括壳体和横穿壳体设置的电机轴(10)，以及依次设置在所述壳体内部的第一端部转子(15)、第一定子(16)、中间转子(17)、第二定子(18)和第二端部转子(19)；所述壳体包括上端盖(8)、下端盖(9)、设置在第一端部转子(15)侧面的第一侧端盖(7‑1)和设置在第二端部转子(19)侧面的第二侧端盖(7‑2)，所述上端盖(8)与下端盖(9)固定连接，所述第一侧端盖(7‑1)与上端盖(8)和下端盖(9)均固定连接，所述第二侧端盖(7‑2)与上端盖(8)和下端盖(9)均固定连接；所述上端盖(8)的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子(16)的第一上定子卡槽(8‑1)和用于卡合连接所述第二定子(18)的第二上定子卡槽(8‑2)，所述下端盖(9)的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子(16)的第一下定子卡槽(9‑1)和用于卡合连接所述第二定子(18)的第二下定子卡槽(9‑2)；所述第一侧端盖(7‑1)上安装有用于支撑安装电机轴(10)的第一轴承(20)，所述第二侧端盖(7‑2)上安装有用于支撑安装电机轴(10)的第二轴承(21)；所述第一端部转子(15)和第二端部转子(19)的结构相同且均包括端部永磁体安装架(1)、卡合连接在端部永磁体安装架(1)上的多块端部永磁体(13)和用于将多块所述端部永磁体(13)压紧在端部永磁体安装架(1)上的磁轭(4)，相邻两块端部永磁体(13)安装时的极性相反；所述端部永磁体安装架(1)和磁轭(4)均卡合连接在电机轴(10)上；所述中间转子(17)包括中间永磁体安装架(3)、卡合连接在中间永磁体安装架(3)上的多块中间永磁体(14)和用于将多块所述中间永磁体(14)压紧在中间永磁体安装架(3)上的中间永磁体压片(2)，相邻两块中间永磁体(14)安装时的极性相反；所述中间永磁体安装架(3)和中间永磁体压片(2)均卡合连接在电机轴(10)上；所述第一定子(16)和第二定子(18)的结构相同且均包括定子盘(5)和缠绕在定子盘(5)上的线圈绕组(22)，以及用于将线圈绕组(22)压紧在定子盘(5)上的多块定子盘压片(6)；所述定子盘(5)上设置有供线圈绕组(22)穿出的定子盘出线孔(5‑5)，所述第一定子(16)的定子盘(5)上部卡合连接在第一上定子卡槽(8‑1)内，所述第一定子(16)的定子盘(5)下部卡合连接在第一下定子卡槽(9‑1)内；所述第二定子(18)的定子盘(5)上部卡合连接在第二上定子卡槽(8‑2)内，所述第二定子的定子盘(5)下部卡合连接在第二下定子卡槽(9‑2)内；所述上端盖(8)上设置有供所述第一定子(16)的线圈绕组(22)穿出的第一定子出线孔(8‑3)和供所述第二定子(18)的线圈绕组(22)穿出的第二定子出线孔(8‑4)；所述电机轴(10)上设置有位于第一轴承(20)与第一端部转子(15)之间的第一轴套(11‑1)，位于第一端部转子(15)与第一定子(16)之间的第二轴套(12‑1)，位于第二定子(18)与第二端部转子(19)之间的第三轴套(12‑2)，以及位于第二端部转子(19)与第二轴承(21)之间的第四轴套(11‑2)。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机，其特征在于：包括壳体和横穿壳体设置的电机轴(10)，以及依次设置在所述壳体内部的第一端部转子(15)、第一定子(16)、中间转子(17)、第二定子(18)和第二端部转子(19)；所述壳体包括上端盖(8)、下端盖(9)、设置在第一端部转子(15)侧面的第一侧端盖(7-1)和设置在第二端部转子(19)侧面的第二侧端盖(7-2)，所述上端盖(8)与下端盖(9)固定连接，所述第一侧端盖(7-1)与上端盖(8)和下端盖(9)均固定连接，所述第二侧端盖(7-2)与上端盖(8)和下端盖(9)均固定连接；所述上端盖(8)的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子(16)的第一上定子卡槽(8-1)和用于卡合连接所述第二定子(18)的第二上定子卡槽(8-2)，所述下端盖(9)的内表面上设置有用于卡合连接所述第一定子(16)的第一下定子卡槽(9-1)和用于卡合连接所述第二定子(18)的第二下定子卡槽(9-2)；所述第一侧端盖(7-1)上安装有用于支撑安装电机轴(10)的第一轴承(20)，所述第二侧端盖(7-2)上安装有用于支撑安装电机轴(10)的第二轴承(21)；所述第一端部转子(15)和第二端部转子(19)的结构相同且均包括端部永磁体安装架(1)、卡合连接在端部永磁体安装架(1)上的多块端部永磁体(13)和用于将多块所述端部永磁体(13)压紧在端部永磁体安装架(1)上的磁轭(4)，相邻两块端部永磁体(13)安装时的极性相反；所述端部永磁体安装架(1)和磁轭(4)均卡合连接在电机轴(10)上；所述中间转子(17)包括中间永磁体安装架(3)、卡合连接在中间永磁体安装架(3)上的多块中间永磁体(14)和用于将多块所述中间永磁体(14)压紧在中间永磁体安装架(3)上的中间永磁体压片(2)，相邻两块中间永磁体(14)安装时的极性相反；所述中间永磁体安装架(3)和中间永磁体压片(2)均卡合连接在电机轴(10)上；所述第一定子(16)和第二定子(18)的结构相同且均包括定子盘(5)和缠绕在定子盘(5)上的线圈绕组(22)，以及用于将线圈绕组(22)压紧在定子盘(5)上的多块定子盘压片(6)；所述定子盘(5)上设置有供线圈绕组(22)穿出的定子盘出线孔(5-5)，所述第一定子(16)的定子盘(5)上部卡合连接在第一上定子卡槽(8-1)内，所述第一定子(16)的定子盘(5)下部卡合连接在第一下定子卡槽(9-1)内；所述第二定子(18)的定子盘(5)上部卡合连接在第二上定子卡槽(8-2)内，所述第二定子的定子盘(5)下部卡合连接在第二下定子卡槽(9-2)内；所述上端盖(8)上设置有供所述第一定子(16)的线圈绕组(22)穿出的第一定子出线孔(8-3)和供所述第二定子(18)的线圈绕组(22)穿出的第二定子出线孔(8-4)；所述电机轴(10)上设置有位于第一轴承(20)与第一端部转子(15)之间的第一轴套(11-1)，位于第一端部转子(15)与第一定子(16)之间的第二轴套(12-1)，位于第二定子(18)与第二端部转子(19)之间的第三轴套(12-2)，以及位于第二端部转子(19)与第二轴承(21)之间的第四轴套(11-2)。2.按照权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述端部永磁体安装架(1)包括圆盘形的端部永磁体安装架本体(1-1)和均匀设置在端部永磁体安装架本体(1-1)外圆周上的多个端部永磁体卡槽(1-2)，多块端部永磁体(13)卡合连接在多个端部永磁体卡槽(1-2)内，所述端部永磁体安装架本体(1-1)上位于相邻两个端部永磁体卡槽(1-2)之间的部分设置有端部永磁体安装架螺纹孔(1-3)，所述端部永磁体安装架本体(1-1)内圆周上均匀设置有多个端部永磁体安装架结构孔(1-4)，所述端部永磁体安装架本体(1-1)的中心设置有用于卡合连接电机轴(10)的端部永磁体安装架轴孔(1-5)；所述端部永磁体(13)包括端部永磁体本体(13-1)，所述端部永磁体本体(13-1)的底面上设置有用于卡合连接到端部永磁体卡槽(1-2)内的端部永磁体卡合连接部(13-2)；所述磁轭(4)包括圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇勋，曹浩翔，李萌，王坤，范伟东，马存超，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61