一种复合永磁体多齿磁通切换电机制造技术

本发明专利技术涉及一种复合永磁体多齿磁通切换电机，包括定子模块和转子模块，转子模块中部固接有转轴，定子模块包括环周设置的多个定子极以及绕制在定子极上的电枢绕组，定子极开设有多个定子槽，使定子极上包括多个定子导磁齿以及分别设于各定子槽内的5块永磁体，其中两块永磁体的充磁方向为径向向里充磁，其中一块永磁体的充磁方向为径向向外充磁，另外两块永磁体的充磁方向为切向相对充磁。本发明专利技术在定子模块上采用特殊的永磁体排布，在保证电机高转矩密度的同时，减少永磁体的使用，降低电机的成本，提高永磁体的利用率。提高永磁体的利用率。提高永磁体的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合永磁体多齿磁通切换电机


[0001]本专利技术涉及电机制造
，尤其涉及一种复合永磁体多齿磁通切换电机。

技术介绍

[0002]在电能已经成为最广泛能源的今天，电机作为一种实现机电能量转换的装置，在各个领域以及人们的日常生活中都发挥着不可替代的作用。同时，随着电力电子技术、数字控制芯片技术、新材料技术的发展以及新型电机结构的专利技术，电机及其控制系统在能源、交通运输和工业自动化等领域的应用越来越广泛。尤其是上世纪九十年代出现的磁通切换型永磁电机凭借无刷、免维护、转矩密度高，输出功率大、易于散热、鲁棒性高、适合高速运行等优点成为近年来发展迅速的一种新型电机，在航空航天、电动汽车等领域应用广泛。
[0003]在此基础上，为了进一步提升磁通切换电机的扭矩性能，多齿磁通切换电机被提出，由于多齿磁通切换电机能够有效地减少永磁体的使用，降低电机的成本，显著的增加单位永磁体所输出的转矩，因此在电动汽车等领域有着很大的潜力，目前已成为了当下研究的热点。但由于磁通切换型永磁电机大量采用永磁体，易出现永磁体退磁现象，而且极大地增加了电机的成本；另一方面，永磁体使用量过多，也使得电机工作时磁密处于过饱和转态，且靠近气隙的永磁体漏磁严重，永磁体的利用率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种复合永磁体多齿磁通切换电机，在定子模块上采用特殊的永磁体排布，在保证电机高转矩密度的同时，减少永磁体的使用，降低电机的成本，提高永磁体的利用率。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种复合永磁体多齿磁通切换电机，包括定子模块和转子模块，所述转子模块中部固接有转轴。所述定子模块包括环周设置的多个定子极以及绕制在定子极上的电枢绕组，其中定子极环周均匀设置有6个，所述转子模块包括53个转子导磁齿。在定子极上开设有多个定子槽，使所述定子极上包括多个定子导磁齿以及分别设于各定子槽内的5块永磁体。其中两块永磁体的充磁方向为径向向里充磁，其中一块永磁体的充磁方向为径向向外充磁，另外两块永磁体的充磁方向为切向相对充磁，具体地，定子极上的两块径向向里充磁的永磁体之间设置两块切向相对充磁的永磁体，两块切向相对充磁的永磁体之间设置一块径向向外充磁的永磁体。
[0007]根据上述技术方案，优选地，各所述定子极上设有9个定子槽和10个定子导磁齿，所述定子极上每隔一个定子槽设置一块永磁体。
[0008]根据上述技术方案，优选地，所述电枢绕组包括分别绕制在各定子极上的电枢线圈，两两相对的所述电枢线圈串联形成A相绕组、B相绕组和C相绕组。
[0009]根据上述技术方案，优选地，所述定子模块和转子模块均为凸极结构，定子模块和转子模块之间具有气隙，定子模块和转子模块均为直槽或斜槽结构。因此在电机工作过程
中输出永磁转矩的同时，输出由于凸极效应产生的磁阻转矩，提高输出转矩密度。
[0010]本专利技术的有益效果是：
[0011]本专利技术在定子模块中开了多个定子槽，极大增加定子导磁齿的个数，有效的发挥出多齿磁通切换电机高转矩密度的优势，与此同时，在定子槽上采用特殊的永磁体排布，在具有高转矩密度的同时减少永磁体的用量、降低电机的成本，提高永磁体利用率，除此之外，本专利技术中的电机既可以做电动运行也可以做发电运行，具有较好的应用推广价值。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的主视结构剖面图。
[0013]图2是本专利技术定子极部分的局部结构示意图。
[0014]图3为本专利技术的磁通切换电机穿过A相绕组的永磁磁链为上升为零时的工作原理示意图。
[0015]图4为本专利技术的磁通切换电机穿过A相绕组的永磁磁链正向最大时的工作原理示意图。
[0016]图5为本专利技术的磁通切换电机穿过A相绕组的永磁磁链为下降为零时的工作原理示意图。
[0017]图6为本专利技术的磁通切换电机穿过A相绕组的永磁磁链负向最大时的工作原理示意图。
[0018]图7为本专利技术的磁通切换电机正常运行穿过A相绕组的永磁磁链。
[0019]图8为本专利技术的磁通切换电机正常运行三相反电动势波形。
[0020]图9为本专利技术的磁通切换电机正常运行时的平均转矩。
[0021]图中：1、定子模块；2、电枢绕组；211、电枢线圈a；212、电枢线圈b；221、电枢线圈c；222、电枢线圈d；231、电枢线圈e；232、电枢线圈f；3、永磁体；311、永磁体a；312、永磁体b；313、永磁体c；314、永磁体d；315、永磁体e；4、转子模块；5、转轴；6、定子导磁齿；610、定子导磁齿a；611、定子导磁齿b；612、定子导磁齿c；613、定子导磁齿d；614、定子导磁齿e；615、定子导磁齿f；616、定子导磁齿g；617、定子导磁齿h；618、定子导磁齿i；619、定子导磁齿j；7、转子导磁齿。
具体实施方式
[0022]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。基于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，都属于专利技术保护的范围。
[0023]在专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对专利技术的限制。
[0024]如图1所示，本专利技术包括定子模块1和转子模块4，所述转子模块4中部固接有转轴5。所述定子模块1包括环周设置的多个定子极以及绕制在定子极上的电枢绕组2，其中定子极环周均匀设置有6个，所述转子模块4包括53个转子导磁齿7。在定子极上开设有多个定子
槽，使所述定子极上包括多个定子导磁齿6以及分别设于各定子槽内的5块永磁体3，本例中永磁体3上既无电枢绕组2也无励磁绕组，能有效避免因绕组发热而引起的永磁体3高温退磁。所述定子模块1和转子模块4均为硅钢片导磁材料，永磁体3为钕铁硼、钐钴及铁氧体等永磁材料。其中两块永磁体3的充磁方向为径向向里充磁，其中一块永磁体3的充磁方向为径向向外充磁，另外两块永磁体3的充磁方向为切向相对充磁，具体地，定子极上的两块径向向里充磁的永磁体3之间设置两块切向相对充磁的永磁体3，两块切向相对充磁的永磁体3之间设置一块径向向外充磁的永磁体3。
[0025]根据上述实施例，优选地，各所述定子极上设有9个定子槽和10个定子导磁齿6，所述定子极上每隔一个定子槽设置一块永磁体3，其中10个定子导磁齿6为一体结构形成“凸”形导磁齿。如图2所示，一个定子极中，沿逆时针方向，分别为定子导磁齿a610、充磁方向为径向向里的永磁体a311、定子导磁齿b611、定子导磁齿c612、充磁方向为切向朝逆时针的永磁体b312、定子导磁齿d613、定子导磁齿e61本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合永磁体多齿磁通切换电机，包括定子模块和转子模块，所述转子模块中部固接有转轴，其特征在于，所述定子模块包括环周设置的多个定子极以及绕制在定子极上的电枢绕组，所述定子极开设有多个定子槽，使所述定子极上包括多个定子导磁齿以及分别设于各定子槽内的5块永磁体，其中两块永磁体的充磁方向为径向向里充磁，其中一块永磁体的充磁方向为径向向外充磁，另外两块永磁体的充磁方向为切向相对充磁。2.根据权利要求1所述一种复合永磁体多齿磁通切换电机，其特征在于，所述定子极上的两块径向向里充磁的永磁体之间设置两块切向相对充磁的永磁体，两块切向相对充磁的永磁体之间设置一块径向向外充磁的永磁体。3.根据权利要求1所述一种复合永磁体多齿磁通切换电机，其特征在于，各所述定子极上设有9个定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵桂书，李争亮，周宇恒，倪凯，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：