一种外转子永磁电机制造技术

本发明专利技术公开一种外转子永磁电机，包括定子和外转子；所述外转子包括转子铁芯和固定在转子铁芯内侧的若干转子磁钢；所述定子包括定子铁芯和嵌入定子槽的定子绕组，定子齿包括齿本体以及位于齿本体左右两侧的齿靴，所述齿本体和左右两侧的齿靴的顶面形成分段式结构；定子槽数Q与外转子极数2P的关系满足Q＝(2P±1):2P，其中，P为转子极对数。本发明专利技术在提高电机性能的基础上，减小了加工工艺的难度，降低了电机的制造成本，具有绕组系数高，谐波含量小，转矩脉动低，转矩/功率密度高等优点，能广泛应用于飞轮储能、电动汽车及电推进等领域。

A permanent magnet motor with outer rotor

【技术实现步骤摘要】
一种外转子永磁电机
本专利技术涉及电机领域，特别涉及一种高转矩密度低脉动的外转子永磁电机定、转子及其涉及的电机。
技术介绍
外转子集中卷永磁电机，具有漏磁系数小，转矩密度大的优点，被广泛的应用于各个领域。但是由于磁钢的存在，电机在较高速运行时，由于磁场变化，会在电机磁钢上产生额外的涡流损耗。针对涡流损耗，最常用的手段是采用磁钢分段的方式，通过减小磁钢体积，减小磁钢上的涡流，进而削弱磁钢上产生的涡流损耗。磁钢分段越多对涡流损耗削弱的效果越好。但是，磁钢分段越多在电机生产制造时的装配难度越大，同时磁钢的成本也会大幅增加。与分布绕组电机相比，集中卷绕组有端部小、成本低、工艺性好、效率高等优点，但是由于集中卷绕组气隙磁密谐波较大，通常存在转矩波动较大、振动和噪声大等问题。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种外转子永磁电机，在降低安装难度，减小成本的同时，能够有效降低电机涡流损耗，同时改善气隙磁密的正弦度，降低电机转矩脉动。技术方案：一种外转子永磁电机，包括定子和外转子；所述外转子包括转子铁芯和固定在转子铁芯内侧的若干转子磁钢；所述定子包括定子铁芯和嵌入定子槽的定子绕组，定子齿包括齿本体以及位于齿本体左右两侧的齿靴，所述齿本体和左右两侧的齿靴的顶面形成分段式结构；定子槽数Q与外转子极数2P的关系满足Q＝2P±1或Q＝2P±2，其中，P为转子极对数。进一步的，所述定子齿为左右对称结构，单个定子齿的齿本体和左右两侧齿靴的顶面位于一个正多边形结构上。进一步的，所述定子齿为左右对称结构，单个定子齿的左右两侧齿靴的顶面位于一个正多边形结构上，所述左右两侧齿靴中间的齿本体顶面为圆弧，所述圆弧的圆心为电机轴心。进一步的，所述转子磁钢垂直电机轴的截面为等腰梯形结构，转子磁钢较长的下底固定于转子铁芯内侧。进一步的，所述转子磁钢较长的下底与梯形的腰之间的夹角为θ1，且满足45°＜θ1＜60°。进一步的，所述转子磁钢采用轴向分段的方式设置，每个磁极上的转子磁钢在轴向上分为若干块。进一步的，外转子每个磁极上的转子磁钢分段方式相同，每个磁极轴向上包括至少两种轴向长度不相同的转子磁钢。进一步的，位于外转子两端部1/4处的转子磁钢的轴向长度为L1，位于轴向位置中心1/2处的转子磁钢轴向长度为L2，其中L2>L1。进一步的，所述定子的定子背轭内侧设置两个矩形凸起。进一步的，所述外转子的外侧均匀设置n条轴向凹槽，其中n＝2P，且轴向凹槽位于转子磁极轴线处。有益效果：本专利技术的外转子永磁电机在提高电机性能的基础上，减小了生产工艺难度，降低了电机的制造成本，具有绕组系数高，谐波含量小，转矩脉动低，转矩/功率密度高等优点，能广泛应用于飞轮储能、电动汽车及电推进等领域。附图说明图1为外转子永磁电机的结构示意图；图2为定子结构示意图；图3为外转子结构示意图；图4轴向分段转子尺寸结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。实施例1：如图1所示，一种外转子永磁电机，包括定子和外转子。外转子包括转子铁芯3和固定在转子铁芯3内侧的若干转子磁钢4。定子包括定子铁芯1和嵌入定子槽的定子绕组2，定子齿6包括齿本体6a以及位于齿本体6a左右两侧的齿靴6b，齿本体6a和左右两侧的齿靴6b的顶面形成分段式结构。定子槽数Q与外转子极数2P的关系满足Q＝2P±1或Q＝2P±2，其中，P为转子极对数。设置合适的槽极配合，能够增加电机的绕组系数，使电机磁链增大，提升电机输出能力。转子磁钢4垂直电机轴的截面为等腰梯形结构，转子磁钢4较长的下底与梯形的腰之间的夹角为θ1，且满足45°＜θ1＜60°，转子磁钢4较长的下底固定于转子铁芯3内侧，如图3所示。梯形转子磁钢4结构能够提高电机气隙磁密的正弦度，进而降低输出转矩脉动，减小振动噪声，同时梯形转子磁钢4能够节省永磁材料，降低成本。由于集中卷电机定子磁场集中，气隙磁场谐波含量较大，使电机的转矩脉动较大。将定子齿6设置为多段结构可以减小气隙磁密谐波分量，降低电机转矩脉动。如图2所示，定子齿6为左右对称结构，单个定子齿6的齿本体6a和左右两侧齿靴6b的顶面位于一个正多边形结构上。为了降低转子磁钢4的涡流损耗，在轴向上将转子磁钢4分为若干段。由于转子磁钢4分段数量直接影响转子磁钢4成本以及磁钢装配难度，因此有效削弱涡流损耗的基础上，转子磁钢4分段越少越好。转子两端磁钢受端部效应的影响，产生的涡流损耗较小。因此可以将靠近两端的转子磁钢4轴向长度设置的更长，靠近中心位置的磁钢轴向长度更小。如图4所示，位于转子两端部的1/4处的转子磁钢4的轴向长度为L1，位于轴向位置中心1/2处的转子磁钢4轴向长度为L2，其中L2>L1。定子的定子背轭内侧设置两个矩形凸起，用于定子固定。外转子的外侧均匀设置n条轴向凹槽5，其中n＝2P，且轴向凹槽5位于转子磁极轴线处。设置凹槽5有利于转子与外部链接，同时凹槽5设置在磁极中心处不会影响转子内部磁场的走向。实施例2：与实施例1的区别仅在于：单个定子齿6的左右两侧齿靴6b的顶面位于一个正多边形结构上，左右两侧齿靴6b中间的齿本体6a顶面为圆弧，圆弧的圆心为电机轴心。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外转子永磁电机，其特征在于：包括定子和外转子；所述外转子包括转子铁芯(3)和固定在转子铁芯(3)内侧的若干转子磁钢(4)；所述定子包括定子铁芯(1)和嵌入定子槽的定子绕组(2)，定子齿(6)包括齿本体(6a)以及位于齿本体(6a)左右两侧的齿靴(6b)，所述齿本体(6a)和左右两侧的齿靴(6b)的顶面形成分段式结构；定子槽数Q与外转子极数2P的关系满足Q＝2P±1或Q＝2P±2，其中，P为转子极对数。/n

【技术特征摘要】
1.一种外转子永磁电机，其特征在于：包括定子和外转子；所述外转子包括转子铁芯(3)和固定在转子铁芯(3)内侧的若干转子磁钢(4)；所述定子包括定子铁芯(1)和嵌入定子槽的定子绕组(2)，定子齿(6)包括齿本体(6a)以及位于齿本体(6a)左右两侧的齿靴(6b)，所述齿本体(6a)和左右两侧的齿靴(6b)的顶面形成分段式结构；定子槽数Q与外转子极数2P的关系满足Q＝2P±1或Q＝2P±2，其中，P为转子极对数。


2.根据权利要求1所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述定子齿(6)为左右对称结构，单个定子齿(6)的齿本体(6a)和左右两侧齿靴(6b)的顶面位于一个正多边形结构上。


3.根据权利要求1所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述定子齿(6)为左右对称结构，单个定子齿(6)的左右两侧齿靴(6b)的顶面位于一个正多边形结构上，所述左右两侧齿靴(6b)中间的齿本体(6a)顶面为圆弧，所述圆弧的圆心为电机轴心。


4.根据权利要求1-3任一所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述转子磁钢(4)垂直电机轴的截面为等腰梯形结构，转子磁钢(4)较长的下底固定于转子铁芯(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，宣正骁，耿伟伟，施刚，
申请(专利权)人：江苏迈吉易威电动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32