基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机制造技术

基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，属于水下无人航行器推进电机领域，本发明专利技术为解决已有水下无人航行器推进用对转电机存在绕组发热严重且散热困难问题。本发明专利技术包括环形绕组定子、调制环转子和永磁转子，环形绕组定子、调制环转子和永磁转子沿径向由外至内同轴设置；永磁转子设置为分段错位式，形成沿圆周均匀分布、沿轴向分段错位分布的永磁体磁场；调制环转子将沿圆周均匀分布、沿轴向分段错位分布的永磁体磁场调制成沿轴向分布的定子绕组磁场，永磁转子和调制环转子所受的电磁转矩实时大小相等、方向相反；永磁转子的输出轴与对转螺旋桨的正转螺旋桨相连，调制环转子的输出轴与对转螺旋桨的反转螺旋桨相连。桨相连。桨相连。

【技术实现步骤摘要】
基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机


[0001]本专利技术涉及一种电机本体结构，属于水下无人航行器推进电机领域。

技术介绍

[0002]海洋装备作为水下侦查监视、情报收集、水下作战的重要装备，水下无人航行器的 创新发展对我国保护海洋主权、开发海洋资源具有巨大战略和经济意义。
[0003]水下无人航行器推进系统一般包括单螺旋桨和对转螺旋桨两种推进器。其中与单螺 旋桨相比，对转螺旋桨技术不仅能够克服单螺旋桨旋转时产生横滚力矩的不足，还可以 吸收前螺旋桨尾流中的旋转动能，减少系统能量损失。对转螺旋桨推进系统的驱动方式 主要包括热动力驱动和电动力驱动，其中电动力驱动具有潜航深度大、无航迹、噪声小 以及环保等优点。目前，电动力驱动对转螺旋桨推进系统有三种常见实现方式：1)安装 两台相同的普通电机分别驱动前、后螺旋桨，该方法简单易实现，但体积过大，成本较 高；2)安装一台高速电机，经过复杂的行星齿轮装置实现异向旋转，但该方法使推进系 统过于复杂、机械磨损大且鲁棒性与效率低；3)采用对转双转子结构电机直接驱动两个 螺旋桨，该结构避免本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，包括环形绕组定子(5)、调制环转子(6)和永磁转子(7)，环形绕组定子(5)、调制环转子(6)和永磁转子(7)沿径向由外至内同轴设置；永磁转子(7)设置为分段错位式，形成沿圆周均匀分布、沿轴向分段错位分布的永磁体磁场；调制环转子(6)将沿圆周均匀分布、沿轴向分段错位分布的永磁体磁场调制成沿轴向分布的定子绕组磁场，永磁转子(7)和调制环转子(6)所受的电磁转矩实时大小相等、方向相反；永磁转子(7)的输出轴与对转螺旋桨的正转螺旋桨相连，调制环转子(6)的输出轴与对转螺旋桨的反转螺旋桨相连。2.根据权利要求1所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，环形绕组定子(5)包括定子铁心(5
‑
2)和环形绕组(5
‑
1)；环形绕组(5
‑
1)是一个m相定子绕组，当环形绕组(5
‑
1)通有m相交流电流时，会产生极对数为p
s
的轴向电枢磁场，m、p
s
为正整数。3.根据权利要求2所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，环形绕组定子(5)的槽采取半闭口槽的方式沿轴向等齿宽排列，其中两个端部齿宽是中间齿宽的1/2，定子铁心(5
‑
2)的半闭口槽的槽口面向永磁转子(7)，环形绕组(5
‑
1)嵌在所述半闭口槽中。4.根据权利要求1所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，调制环转子(6)和永磁转子(7)沿电机圆周方向采用单元电机转子的形式，单元电机数为n，n为正整数；永磁转子(7)的极对数为n
×
p
PM
，p
PM
为正整数；调制环转子(6)包括n
×
(p
m
×
p
PM
)个导磁块(6
‑
1)、n
×
(p
m
×
p
PM
)个非导磁块(6
‑
2)和转子支撑部分(6
‑
3)；转子支撑部分(6
‑
3)上设置p
m
圈、每圈n
×
p
PM
个导磁块(6
‑
1)和n
×
p
PM
个非导磁块(6
‑
2)，p
m
为正整数，p
m
圈导磁块沿轴向阵列排布；同时满足条件p
s
＝|ip
PM
±
kp
m
|，其中i、k是正整数。5.根据权利要求4所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，转子支撑部分(6
‑
3)使用不导磁、不导电材料。6.根据权利要求4所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，调制环转子(6)的n
×
(p
m
×
p
PM
)个导磁块(6
‑
1)分成p
PM
个调制组(6
‑
5)，相邻两个调制组(6
‑
5)周向间距为2π/np
PM
；每个调制组(6
‑
5)包括n个调制单元(6
‑
4)，一个调制组中的两个相邻调制单元(6
‑
4)之间的周向间距为2π/n；沿任意一个调制单元建立a
‑
c坐标系，c、a分别表示圆周方向和轴向方向；该调制单元p
m
个导磁块(6
‑
1)的中心位置和尺寸满足以下条件：
式中u——该调制单元中第u个导磁块，且1≤u≤p
m
，u为整数；l——电机轴向有效长度；α1、α2——导磁块沿周向和轴向的尺寸系数。7.根据权利要求6所述基于磁场调制原理的永磁体横向分段错位式无刷双转子电机，其特征在于，永磁转子(7)包括永磁转子铁心(7
‑
2)和永磁体(7
‑
1)，n
×
(p
m
×
2p
PM
)个永磁体(7
‑
1)固定在永磁转子铁心(7
‑
2)的外圆表面上，永磁体(7
‑
1)的充磁方向为径向充磁，其中永磁体极对数为n
×
p
PM
；n
×
(p
m
×
2p
PM
)个永磁体(7
‑
1)沿轴向方向等间距设置p
m
圈、每圈n
×
2p
PM
个永磁体(7
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑萍，王于涛，白金刚，刘家琦，刘国鹏，梁晓宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：