一种永磁电机制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种永磁电机。该永磁电机包括：圆环状定子结构和圆环状转子结构；定子铁芯在临近转子结构的环形表面，沿圆周方向设置的多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，按照一定子调制齿、一电枢槽、一电枢齿和另一电枢槽的顺序循环排列，第一定子永磁体与电枢齿一一对应，位于电枢齿临近转子结构的一端，第一定子永磁体沿径向充磁；第二定子永磁体位于对应的电枢槽的槽口，第二定子永磁体沿圆周方向充磁；相邻两个电枢槽对应的第二定子永磁体的充磁方向相反；转子铁芯在临近定子结构的环形表面，沿圆周方向相间设置有多个转子齿和转子槽。本发明专利技术实施例的技术方案可直接驱动负载，以摆脱传统传动系统中的中间传动装置。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电机
本专利技术涉及电机制造领域，尤其涉及一种永磁电机。
技术介绍
传统的低速传动系统采用高速电机配合减速齿轮箱或者皮带减速装置来实现。减速齿轮箱或者皮带减速装置的存在势必带来诸多麻烦，如：传动效率低、体积庞大、设备笨重、产生噪声污染、需要润滑、需要定期维护等。因此，需要制造直驱电机，以直接驱动负载，以摆脱传统传动系统中的中间传动装置，消除中间传动装置带来的种种麻烦。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种永磁电机，可以直接驱动负载，以摆脱传统传动系统中的中间传动装置，消除中间传动装置带来的种种麻烦。本专利技术实施例提供了一种永磁电机，包括：圆环状定子结构和圆环状转子结构；定子结构和转子结构为同心圆环，定子结构包括圆环形定子铁芯、多个电枢绕组、多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体；定子铁芯在临近转子结构的环形表面，沿圆周方向设置有多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，按照一定子调制齿、一电枢槽、一电枢齿和另一电枢槽的顺序循环排列，电枢绕组按照预设绕制方式，缠绕定子调制齿和电枢齿，位于电枢槽内；第一定子永磁体与电枢齿一一对应，位于电枢齿临近转子结构的一端，第一定子永磁体沿径向充磁；第二定子永磁体与电枢槽一一对应，位于对应的电枢槽的槽口，第二定子永磁体沿圆周方向充磁；相邻两个电枢槽对应的第二定子永磁体的充磁方向相反；转子结构包括圆环形转子铁芯；转子铁芯在临近定子结构的环形表面，沿圆周方向相间设置有多个转子齿和转子槽。进一步地，转子结构还包括多个转子永磁体，转子永磁体与转子槽一一对应，转子永磁体嵌入对应的转子槽中，转子永磁体沿径向充磁。进一步地，第一定子永磁体的充磁方向与转子永磁体的充磁方向相同。进一步地，与同一电枢齿相邻的两个电枢槽对应的两个第二定子永磁体，与电枢齿对应的第一定子永磁体正对。进一步地，第一定子永磁体的充磁方向为沿径向背向转子结构，转子永磁体的充磁方向为沿径向指向定子结构，与同一电枢齿相邻的两个电枢槽对应的两个第二定子永磁体的充磁方向为背向电枢齿对应的第一定子永磁体；或者，第一定子永磁体的充磁方向为沿径向指向转子结构；转子永磁体的充磁方向为沿径向背向定子结构，与同一电枢齿相邻的两个电枢槽对应的两个第二定子永磁体的充磁方向为指向电枢齿对应的第一定子永磁体。进一步地，电枢绕组的极对数Pw＝∣Z1-Z2∣，其中，Z1为第一定子永磁体的数目，Z2为转子永磁体的数目；电枢绕组被注入或产生的正弦交流电的频率f与转子结构的转速Ωr的关系为：60*f＝Z2*Ωr。进一步地，环状定子结构位于环状转子结构外侧，或者，环状定子结构位于环状转子结构内侧。进一步地，该永磁电机为三相电机，电枢槽的数目Zs是6的整数倍，且存在N和k使得(N-1)*360°*Pw/Zs＝k*360°+120°成立，其中，N为正整数，k为整数，N小于或等于Zs。进一步地，定子铁芯包括多个高导磁性能的第一硅钢片，多个第一硅钢片沿轴向叠压排列；转子铁芯包括多个高导磁性能的第二硅钢片，多个第二硅钢片沿轴向叠压排列。进一步地，转子永磁体和第一定子永磁体均为铷铁硼永磁材料；第二定子永磁体包括下述至少一种材料：铷铁硼永磁材料和铁氧体；电枢绕组的预设绕制方式包括集中式或分布式。本专利技术实施例的技术方案通过定子铁芯在临近转子结构的环形表面，沿圆周方向设置有多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，按照一定子调制齿、一电枢槽、一电枢齿和另一电枢槽的顺序循环排列，电枢绕组按照预设绕制方式，缠绕定子调制齿和电枢齿，位于电枢槽内；第一定子永磁体与电枢齿一一对应，位于电枢齿临近转子结构的一端，第一定子永磁体沿径向充磁；第二定子永磁体与电枢槽一一对应，位于对应的电枢槽的槽口，第二定子永磁体沿圆周方向充磁；相邻两个电枢槽对应的第二定子永磁体的充磁方向相反；转子铁芯在临近定子结构的环形表面，沿圆周方向相间设置有多个转子齿和转子槽，可以增大转速调节范围，以实现直接驱动负载的功能，摆脱传统传动系统中的中间传动装置，消除中间传动装置带来的种种麻烦，此外，使得与同一电枢齿相邻的两个电枢槽对应的两个第二定子永磁体在定子结构与转子结构之间的气隙中，形成的沿径向指向圆心方向的磁场和沿径向背离圆心方向的磁场，叠加到第一定子永磁体激发的沿圆周方向形成交替变化的沿径向指向圆心方向的磁场和沿径向背向圆心方向的磁场上，以调整气隙中的磁场强度，从而可以调整永磁电机的转矩密度，以符合不同的应用场合。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种永磁电机沿垂直于轴向方向的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种永磁电机的局部区域永磁体产生的永磁磁场的分布示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图5为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体产生的永磁磁场的分布示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图7为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机沿垂直于轴向方向的剖面结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图9为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图10为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图11为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图12为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图13为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图14为本专利技术实施例提供的又一种永磁电机的局部区域永磁体充磁方式示意图；图15为本专利技术实施例提供的在不同永磁体充磁方式下的永磁电机的反电动势的有效值和总谐波失真的柱形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供一种永磁电机。图1为本专利技术实施例提供的一种永磁电机沿垂直于轴向方向的剖面结构示意图。该永磁电机可应用在风力发电、工业机器人、精密机床、油田抽油系统及船舶推进等场合。如图1所示，该永磁电机包括圆环状定子结构100和圆环状转子结构。其中，定子结构100和转子结构为同心圆环，定子结构100包括圆环形定子铁芯110、多个电枢绕组120、多个第一定子永磁体130和多个第二定子永磁体140；定子铁芯110在临近转子结构的环形表面，沿圆周方向设置有多个定子调制齿111、电枢齿112和电枢槽113，多个定子调制齿111、电枢齿112和电枢槽113，按照一定子调制齿111、一电枢槽113、一电枢齿112和另一电枢槽113的顺序循环排列，电枢绕组120按照预设绕制方式，缠绕定子调制齿111和电枢齿112，位于电枢槽113内；第一定子永磁体130与电枢齿112一一对应，位于电枢齿112临近转子结构的一端，第一定子永磁体130沿径向充磁；第二定子永磁体140与电枢槽113一一对应，位于对应的电枢槽113的槽口，第二定子永磁体140沿圆周方向充磁；相邻两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机，其特征在于，包括：圆环状定子结构和圆环状转子结构；所述定子结构和所述转子结构为同心圆环，所述定子结构包括圆环形定子铁芯、多个电枢绕组、多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体；所述定子铁芯在临近所述转子结构的环形表面，沿圆周方向设置有多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，所述多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，按照一所述定子调制齿、一所述电枢槽、一所述电枢齿和另一所述电枢槽的顺序循环排列，所述电枢绕组按照预设绕制方式，缠绕所述定子调制齿和所述电枢齿，位于所述电枢槽内；所述第一定子永磁体与所述电枢齿一一对应，位于所述电枢齿临近所述转子结构的一端，所述第一定子永磁体沿径向充磁；所述第二定子永磁体与所述电枢槽一一对应，位于对应的所述电枢槽的槽口，所述第二定子永磁体沿圆周方向充磁；相邻两个电枢槽对应的第二定子永磁体的充磁方向相反；所述转子结构包括圆环形转子铁芯；所述转子铁芯在临近所述定子结构的环形表面，沿圆周方向相间设置有多个转子齿和转子槽。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机，其特征在于，包括：圆环状定子结构和圆环状转子结构；所述定子结构和所述转子结构为同心圆环，所述定子结构包括圆环形定子铁芯、多个电枢绕组、多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体；所述定子铁芯在临近所述转子结构的环形表面，沿圆周方向设置有多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，所述多个定子调制齿、电枢齿和电枢槽，按照一所述定子调制齿、一所述电枢槽、一所述电枢齿和另一所述电枢槽的顺序循环排列，所述电枢绕组按照预设绕制方式，缠绕所述定子调制齿和所述电枢齿，位于所述电枢槽内；所述第一定子永磁体与所述电枢齿一一对应，位于所述电枢齿临近所述转子结构的一端，所述第一定子永磁体沿径向充磁；所述第二定子永磁体与所述电枢槽一一对应，位于对应的所述电枢槽的槽口，所述第二定子永磁体沿圆周方向充磁；相邻两个电枢槽对应的第二定子永磁体的充磁方向相反；所述转子结构包括圆环形转子铁芯；所述转子铁芯在临近所述定子结构的环形表面，沿圆周方向相间设置有多个转子齿和转子槽。2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子结构还包括多个转子永磁体，所述转子永磁体与所述转子槽一一对应，所述转子永磁体嵌入对应的转子槽中，所述转子永磁体沿径向充磁。3.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述第一定子永磁体的充磁方向与所述转子永磁体的充磁方向相同。4.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，与同一电枢齿相邻的两个电枢槽对应的两个第二定子永磁体，与所述电枢齿对应的第一定子永磁体正对。5.根据权利要求4所述的永磁电机，其特征在于，所述第一定子永磁体的充磁方向为沿径向背向所述转子结构，所述转子永...

【专利技术属性】
技术研发人员：蹇林旎，石玉君，尉进，邓正兴，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44