一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，由分区定子、凸极转子以及气隙构成。其中，分区定子包括电枢区定子以及励磁区定子，所述电枢区定子由若干沿圆周等距间隔排列的U型定子铁心以及绕制在相邻U型铁心齿上的电枢绕组构成，所述励磁区定子由定子轭部以及沿轭部径向内侧延伸出若干沿圆周等距间隔排列的左右凸极组成，单体环形励磁线圈位于定子轭部以及左右凸极之间。凸极内转子上仅由铁心构成，加工简单，鲁棒性高，适合于汽车等高性能需求场合。同时作为汽车发电机，分区定子结构避免了励磁线圈与电枢绕组设计空间冲突的问题，提高电机功率密度，而且分区定子的设计有利于线圈散热，提高电机稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机
本专利技术涉及电机
，具体为一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机。
技术介绍
定子电励磁型磁通切换电机相比于传统转子励磁型电机，其转子没有装配永磁体以及任何形式绕组，结构极为简单，坚固耐用且易于加工制造，特别适用于汽车发电机，在汽车高速巡航状态以及低速大转矩场合具有优异表现。由于特殊的绕组互补结构，使得该电机具有高度正弦的永磁磁链和空载感应电动势，较好的转矩输出能力与功率密度。但由于传统定子电励磁型磁通切换电机的定子U型铁心齿上同时放置有电枢绕组以及励磁绕组，造成二者设计空间冲突，限制了其在汽车等高性能需求场合的应用。通过合理地改变电机定子拓扑结构，多自由度定子铁心设计，可实现电枢绕组以及励磁绕组空间隔离。因此克服了传统定子电励磁型磁通切换电机无法施加较大励磁电流的缺陷，从而获得较好调磁能力以及功率密度。因此，采用分区定子设计既保留传统定子电励磁型磁通切换电机转子结构简单的优点并且克服其空间设计紧张的问题，提高电机各项性能，特别适合作为汽车用电机驱动系统，具有重要的理论研究和实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，该电机包括具有径向分区的定子，沿径向从内到外依次为电枢区定子以及励磁区定子，在所述电枢区定子内同轴设有一个凸极转子，所述分区定子与凸极转子之间设置有气隙；所述电枢区定子由若干沿圆周等距间隔排列的U型铁心磁轭以及放置在相邻U型铁心磁轭齿上的电枢绕组组成，其中U型铁心在径向方向上外宽内窄，使得相邻U型铁心磁轭齿形成平行齿结构；所述励磁区定子由环形定子铁轭，在环形定子铁轭轴向左侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干左凸极以及在环形定子铁轭轴向右侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干右凸极构成，励磁线圈放置在由环形定子铁轭、左凸极和右凸极构成的环形空腔内；所述凸极转子由与径向分区定子同轴的环形转子铁轭以及若干等距间隔分布于转子铁轭外缘圆周且沿径向向外的转子凸极组成。优选的，所述励磁区定子上的左凸极和右凸极在轴向空间位置呈现交替非对齐排布形式且各自沿圆周等距间隔设置，所述左凸极和所述右凸极各自沿径向与电枢区定子U型铁心磁轭连接，每个所述左凸极和每个所述右凸极在圆周方向所占的弧度以及电枢区定子U型铁心磁轭在圆周方向所占的弧度相等。优选的，所述励磁区定子上左凸极个数与右凸极个数相等，且所述左凸极个数与所述右凸极个数之和等于电枢区定子中U型铁心磁轭个数。优选的，所述电枢区定子的轴向长度和励磁区定子的轴向长度相等。优选的，所述励磁线圈采用多匝单体环形线圈构成，通入直流电实现励磁。优选的，所述电枢区定子以及转子采用硅钢片叠压而成，励磁区定子直接整体切割而成，均由铁磁性材料构成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，凸极内转子上无永磁体以及绕组，加工简单，鲁棒性高，适合于汽车等高性能需求场合。同时作为汽车发电机，分区定子结构避免了励磁线圈与电枢绕组设计空间冲突的问题，提高电机功率密度。（2）本专利技术的一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，励磁区定子设计所采用单体环形励磁线圈的放置方式简化了电机加工装配难度，有效降低了成本，同时利于线圈散热，提高电机稳定性。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术拆分结构示意图。图中：U型铁心磁轭111，环形定子铁轭121，左凸极122，右凸极123，电枢绕组13，励磁线圈14，环形转子铁轭21，转子凸极22。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术提供了一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，该电机包括具有径向分区的定子1，沿径向从内到外依次为电枢区定子11以及励磁区定子12，在所述电枢区定子11内同轴设有一个凸极转子2，所述分区定子1与凸极转子2之间设置有气隙3；参见图1，所述电枢区定子11由若干沿圆周等距间隔排列的U型铁心磁轭111以及放置在相邻U型铁心磁轭111齿上的电枢绕组13组成，其中U型铁心在径向方向上外宽内窄，使得相邻U型铁心磁轭111齿形成平行齿结构；参见图2，所述励磁区定子12由环形定子铁轭121，在环形定子铁轭121轴向左侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干左凸极122以及在环形定子铁轭121轴向右侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干右凸极123构成，励磁线圈14放置在由环形定子铁轭121、左凸极122和右凸极123构成的环形空腔内；所述凸极转子2由与径向分区定子1同轴的环形转子铁轭21以及若干等距间隔分布于转子铁轭21外缘圆周且沿径向向外的转子凸极22组成。所述励磁区定子12上的左凸极122和右凸极123在轴向空间位置呈现交替非对齐排布形式且各自沿圆周等距间隔设置，左凸极122和右凸极123各自沿径向与电枢区定子U型铁心磁轭111连接，每个左凸极122和每个右凸极123在圆周方向所占的弧度以及电枢区定子U型铁心磁轭111在圆周方向所占的弧度相等。所述的励磁区定子12上左凸极122个数与右凸极123个数相等，且左凸极122个数与右凸极123个数之和等于电枢区定子中U型铁心磁轭111个数。所述电枢区定子11的轴向长度和励磁区定子12的轴向长度相等。所述的励磁线圈15采用多匝单体环形线圈构成，通入直流电实现励磁。所述电枢区定子11以及转子2采用硅钢片叠压而成，励磁区定子12直接整体切割而成，均由铁磁性材料构成。本专利技术的一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，所述电机采用分区定子拓扑结构设计，解决了现有电励磁磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，其特征在于：该电机包括具有径向分区的定子（1），沿径向从内到外依次为电枢区定子（11）以及励磁区定子（12），在所述电枢区定子（11）内同轴设有一个凸极转子（2），所述分区定子（1）与凸极转子（2）之间设置有气隙（3）；/n所述电枢区定子（11）由若干沿圆周等距间隔排列的U型铁心磁轭（111）以及放置在相邻U型铁心磁轭（111）齿上的电枢绕组（13）组成，其中U型铁心在径向方向上外宽内窄，使得相邻U型铁心磁轭（111）齿形成平行齿结构；/n所述励磁区定子（12）由环形定子铁轭（121），在环形定子铁轭（121）轴向左侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干左凸极（122）以及在环形定子铁轭轴向右侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干右凸极（123）构成，励磁线圈（14）放置在由环形定子铁轭（121）、左凸极（122）和右凸极（123）构成的环形空腔内；/n所述凸极转子（2）由与径向分区定子（1）同轴的环形转子铁轭（21）以及若干等距间隔分布于转子铁轭（21）外缘圆周且沿径向向外的转子凸极（22）组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，其特征在于：该电机包括具有径向分区的定子（1），沿径向从内到外依次为电枢区定子（11）以及励磁区定子（12），在所述电枢区定子（11）内同轴设有一个凸极转子（2），所述分区定子（1）与凸极转子（2）之间设置有气隙（3）；
所述电枢区定子（11）由若干沿圆周等距间隔排列的U型铁心磁轭（111）以及放置在相邻U型铁心磁轭（111）齿上的电枢绕组（13）组成，其中U型铁心在径向方向上外宽内窄，使得相邻U型铁心磁轭（111）齿形成平行齿结构；
所述励磁区定子（12）由环形定子铁轭（121），在环形定子铁轭（121）轴向左侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干左凸极（122）以及在环形定子铁轭轴向右侧沿径向向内等距间隔延伸出的若干右凸极（123）构成，励磁线圈（14）放置在由环形定子铁轭（121）、左凸极（122）和右凸极（123）构成的环形空腔内；
所述凸极转子（2）由与径向分区定子（1）同轴的环形转子铁轭（21）以及若干等距间隔分布于转子铁轭（21）外缘圆周且沿径向向外的转子凸极（22）组成。


2.根据权利要求1所述的一种具有径向分区定子的电励磁磁通切换电机，其特征在于：所述励磁区定子（12）上的左凸极（122）和右凸极（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志鹏，刘昌禄，李军古，陈广洲，
申请(专利权)人：江苏城邦汽车配件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32