横向磁通电机制造技术

本发明专利技术提供了一种横向磁通电机，包括：定子、第一转子和第二转子，定子包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿，定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个第一定子齿及每个第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成，第一定子齿和第二定子齿固定在定子轭沿轴向的两侧；第一转子和第二转子分设于定子沿轴向的两侧，第一转子包括第一背铁及沿轴向充磁的多个第一永磁体；第二转子包括第二背铁及沿轴向充磁的多个第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体镜像对称。本发明专利技术提供的横向磁通电机，既简化生产工艺，又提高电机功率密度；通过设计横向磁路结构，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受磁负荷的约束。

【技术实现步骤摘要】
横向磁通电机
本专利技术涉及电机
，具体而言，涉及一种横向磁通电机。
技术介绍
随着环保意识的逐渐提高，电机效率得到越来越高的关注。从电机设计角度来看，电机的铁耗决定于磁感强度，与定子齿宽直接相关；电机的铜耗决定于绕组电阻，与槽宽(面积)相关。对于传统结构电机，槽宽与齿宽为相互制约的两个变量，在外形固定的前提下，无法满足二者同时优化，而横向磁通电机是电负荷与磁负荷正交解耦，不再存在制约问题，可大幅提升电机效率。虽然横向磁通电机具有电磁解耦，效率高的特点，但其磁路结构导致定子冲片无法沿轴向叠片以降低涡流损耗，无论从切向或径向对定子铁芯进行叠片，都存在冲片工艺复杂、难以绕线等问题，制约了横向磁通永磁电机的工程推广。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题至少之一。为此，本专利技术的目的在于，提供一种横向磁通电机。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种横向磁通电机，包括：定子，所述定子采用齿、轭分离结构，包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿，多个所述第一定子齿和多个所述第二定子齿均沿所述定子轭的周向间隔设置、且相对固定在所述定子轭沿轴向的两侧，所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个所述第一定子齿及每个所述第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成；和第一转子及第二转子，分设于所述定子沿轴向的两侧，所述第一转子包括第一背铁及沿周向依次设置的多个第一永磁体，所述第一永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第一永磁体的极性相异；所述第二转子包括第二背铁及沿周向依次设置的多个第二永磁体，所述第二永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第二永磁体的极性相异，且所述第一永磁体和所述第二永磁体镜像对称，轴向同位置的所述第一永磁体和所述第二永磁体的对称面具有相同极性。本专利技术上述技术方案提供的横向磁通电机，通过设计横向磁路结构，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受到磁负荷的约束；定子采用齿、轭分离结构，第一定子齿和第二定子齿均沿径向方向叠片，可极大提升横向磁通电机的可制造性，沿径向方向叠片的第一定子齿和第二定子齿的每个定子齿冲片形状一致，大大降低了冲片的工艺复杂程度，保证大批量制造生产的效率；沿轴向方向叠片的定子轭，在极大提升横向磁通电机的可制造性同时，提高了电机的功率密度，与现有横向磁通电机相比，采用这种分离的定子轭的电机结构性能可提升13％左右；通过设计两个转子且两个转子轴向对应的两个永磁体的对称面的极性相同，并通过共用的定子轭进行磁通聚集，可极大提高现有电机功率密度，在上述分离的定子轭的电机结构基础上，采用本方案所设计的聚磁式横向磁通电机结构性能可提升17％左右，从而达到既简化电机的生产工艺，又提高电机功率密度的效果。具体地，第一定子齿及第二定子齿的叠片方向均与定子轭的叠片方向正交，第一定子齿及第二定子齿的磁场方向均沿径向分布，与径向叠片的第一定子齿及第二定子齿平行，定子轭的磁场方向沿轴向分布，与轴向叠片的的定子轭平行；轴向相对的两个极性相同的永磁体形成的磁场，经过气隙进入定子齿，轴向相对的定子齿磁场方向相异；轴向两个相对的永磁体产生的磁场共用定子轭联通，即通过定子轭汇总，并与定子绕组匝链，经过两侧的定子齿导通最终与轴向相同面的异性永磁体构成磁回路，第一转子的第一永磁体产生的磁场回路依次流经：一个第一永磁体→第一永磁体和第一定子齿之间的气隙→一个第一定子齿→共用的定子轭→另一个第一定子齿→第一定子齿与第一永磁体之间的气隙→另一个第一永磁体→第一背铁，与上述第一转子的第一永磁体轴向相对的第二转子的第二永磁体产生的磁场回路依次流经：一个第二永磁体→第二永磁体和第二定子齿之间的气隙→一个第二定子齿→共用的定子轭→另一个第二定子齿→第二定子齿与第二永磁体之间的气隙→另一个第二永磁体→第二背铁，通过共用的定子轭进行磁通聚集，相较于设置一个转子的方案，可极大提高电机功率密度，从而提高横向磁通电机结构性能。另外，本专利技术上述技术方案中提供的横向磁通电机还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，所述定子包括定子绕组，所述定子绕组包括第一定子绕组和第二定子绕组，每个所述第一定子齿上绕设有所述第一定子绕组，每个所述第二定子齿上绕设有所述第二定子绕组。将第一定子绕组和第二定子绕组对应绕设在第一定子齿和第二定子齿上，使得第一定子绕组及第二定子绕组的绕线更方便，且相较于定子绕组绕设在定子轭上，有利于减小电机的轴向尺寸；具体地，第一定子绕组和第二定子绕组可以均包括绝缘框架和缠绕在绝缘框架上的绕组线圈，以利用绝缘框架将绕组线圈与第一定子齿或绕组线圈与第二定子齿隔离开，起到绝缘作用。在上述技术方案中，优选地，所述定子包括定子绕组，位于相邻的所述第一定子齿之间的所述定子轭上绕设有所述定子绕组。将定子绕组绕设在定子轭上，同样能够形成横向磁路，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受到磁负荷的约束。在上述任一技术方案中，优选地，所述定子轭上设有与所述第一定子齿的数量相等的开口槽，所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部和所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部沿轴向相对插装在所述开口槽中。第一定子齿和定子轭、第二定子齿和定子轭均采用这种插装连接结构，使得第一定子齿与定子轭、第二定子齿与定子轭的装配操作简单，装配牢固；第一定子齿与定子轭、第二定子齿与定子轭的具体机械配合方式，可以是过盈配合，也可以是焊接固定等方式，均能够实现牢固装配。在上述技术方案中，优选地，所述定子轭整体呈环形，所述开口槽开设在所述定子轭的内侧面上且沿所述定子轭的径向向所述定子轭的外侧面方向延深，且所述开口槽沿轴向贯穿所述定子轭。上述方案，利用开口槽实现将多个第一定子齿和多个第二定子齿沿周向间隔固定在定子轭上，且多个第一定子齿和多个第二定子齿固定在定子轭沿轴向的两侧，且确保每个第一定子齿及每个第二定子齿的定子齿冲片的叠压方向均沿径向。在上述技术方案中，优选地，所述第一定子齿包括沿轴向延伸的第一齿部及与所述第一齿部沿轴向的一端部相连的第一齿靴部，所述第一齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸，且所述第一齿靴部的两端均延伸出所述第一齿部，使所述第一定子齿呈T字形，所述第一齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中；所述第二定子齿包括沿轴向延伸的第二齿部及与所述第二齿部沿轴向的一端部相连的第二齿靴部，所述第二齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸，且所述第二齿靴部的两端均延伸出所述第二齿部，使所述第二定子齿呈T字形，所述第二齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中。具体地，沿轴向方向延伸的第一齿部及第二齿部，其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较短，该第一齿部及该第二齿部用于绕设定子绕组，以给绕线留下足够的空间，且该第一齿部及该第二齿部用于导磁以形成磁回路；沿垂直于轴向方向延伸的第一齿靴部及第二齿靴部，其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较长，该第一齿靴部及该第二齿靴部能够收集从转子来的磁链，聚磁作用好，从而增加电机的性能输出。在上述技术方案中，优选地，所述定子轭冲片由条形冲片弯圆后形成，所述条形冲片上开设有槽，所述条形冲片弯圆后其上槽的槽面积减小，且减小后的所述槽的形状及尺寸与所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部及所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部的截面形状及尺寸均相适配。采用条形冲片弯圆后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横向磁通电机，其特征在于，包括：定子，所述定子采用齿、轭分离结构，包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿，多个所述第一定子齿和多个所述第二定子齿均沿所述定子轭的周向间隔设置、且相对固定在所述定子轭沿轴向的两侧，所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个所述第一定子齿及每个所述第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成；和第一转子及第二转子，分设于所述定子沿轴向的两侧，所述第一转子包括第一背铁及沿周向依次设置的多个第一永磁体，所述第一永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第一永磁体的极性相异；所述第二转子包括第二背铁及沿周向依次设置的多个第二永磁体，所述第二永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第二永磁体的极性相异，且所述第一永磁体和所述第二永磁体镜像对称，轴向同位置的所述第一永磁体和所述第二永磁体的对称面具有相同极性。

【技术特征摘要】
1.一种横向磁通电机，其特征在于，包括：定子，所述定子采用齿、轭分离结构，包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿，多个所述第一定子齿和多个所述第二定子齿均沿所述定子轭的周向间隔设置、且相对固定在所述定子轭沿轴向的两侧，所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个所述第一定子齿及每个所述第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成；和第一转子及第二转子，分设于所述定子沿轴向的两侧，所述第一转子包括第一背铁及沿周向依次设置的多个第一永磁体，所述第一永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第一永磁体的极性相异；所述第二转子包括第二背铁及沿周向依次设置的多个第二永磁体，所述第二永磁体沿轴向充磁，相邻的所述第二永磁体的极性相异，且所述第一永磁体和所述第二永磁体镜像对称，轴向同位置的所述第一永磁体和所述第二永磁体的对称面具有相同极性。2.根据权利要求1所述的横向磁通电机，其特征在于，所述定子包括定子绕组，所述定子绕组包括第一定子绕组和第二定子绕组，每个所述第一定子齿上绕设有所述第一定子绕组，每个所述第二定子齿上绕设有所述第二定子绕组。3.根据权利要求1所述的横向磁通电机，其特征在于，所述定子包括定子绕组，位于相邻的所述第一定子齿之间的所述定子轭上绕设有所述定子绕组。4.根据权利要求1至3中任一项所述的横向磁通电机，其特征在于，所述定子轭上设有与所述第一定子齿的数量相等的开口槽，所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部和所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部沿轴向相对插装在所述开口槽中。5.根据权利要求4所述的横向磁通电机，其特征在于，所述定子轭整体呈环形，所述开口槽开设在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文瑞，左亚军，于明湖，李虎，周倩云，
申请(专利权)人：淮安威灵电机制造有限公司，广东威灵电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32