一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了磁场磁通切换电机技术领域的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，所述电机包括同轴安装的第一转子、第二转子以及位于所述第一转子与第二转子之间的定子，第一转子、第二转子和定子均为凸极拓扑结构，第一转子、第二转子均包括转子齿与转子背铁，定子包括第一定子铁心、隔磁盘、第二定子铁心。本发明专利技术中永磁体设置于转子上，提高了转矩密度与功率密度，增强电机过载状态下的转矩能力，减小电机齿槽转矩；定子电枢齿表面设置有辅助槽，减小了电机气隙磁密谐波含量，降低转矩脉动；双气隙对称结构可以平衡两侧轴向磁拉力，采用隔磁盘将电枢定子分为两部分，实现了两个定子磁路的解耦，降低了磁路的饱和程度。程度。程度。

【技术实现步骤摘要】
一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机


[0001]本专利技术属于磁场磁通切换电机
，具体涉及一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机。

技术介绍

[0002]定子永磁型永磁磁通切换电机通常采用双凸极结构，电枢绕组与永磁体均位于定子上，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单，使得电机具有高功率密度，高转矩密度，高效率等优点。
[0003]但是定子永磁型轴向磁场磁通切换电机，永磁体位于定子使得电枢绕组槽面积被严重挤压，定子齿部磁路饱和严重，使得电机气隙磁密谐波含量增加，气隙磁密正弦度差，并且使得电机绕组铜耗与定子损耗急剧增加，削弱电机过载状态下转矩能力，电机整体发热严重，对电机工作寿命与可靠性产生不良影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中存在的定子永磁型混合励磁电机气隙磁场正弦度差，铁心损耗较高，过载能力差，散热效率低的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，所述电机包括同轴安装的第一转子、第二转子以及位于所述第一转子与第二转子之间的定子，第一转子、第二转子和定子均为凸极拓扑结构，第一转子、第二转子均包括转子齿与转子背铁，定子包括第一定子铁心、隔磁盘、第二定子铁心。
[0007]优选地，所述定子留有气隙，第一转子与第二转子相对于定子对称设置。
[0008]优选地，所述第一定子铁心、第二定子铁心上绕制有电枢绕组与调磁绕组，第一定子铁心与第二定子铁心相对于隔磁盘对称设置。
[0009]优选地，所述转子齿包括第一转子极、第二转子极、永磁体，第一转子极、第二转子极、永磁体的轴向高度相同，第一转子极、第二转子极的横截面积相同，第一转子极与第二转子极相对于永磁体对称设置，永磁体采用平行永磁体结构，切向方向充磁，第一转子与第二转子上的永磁体充磁方向相同。
[0010]优选地，所述转子背铁包括转子背铁铁心、转子背铁隔磁块，转子背铁铁心与转子背铁隔磁块交替排列，沿圆周均匀紧密布置形成圆环形。
[0011]优选地，所述转子齿在转子背铁上沿圆周均匀分布，转子齿的第一转子极与相邻转子齿的第二转子极固定在同一转子背铁铁心上，永磁体固定在转子背铁隔磁块上。
[0012]优选地，所述第一定子铁心、第二定子铁心均包括定子铁心模块，定子铁心模块包括两端定子齿、中间定子齿与定子轭部，两端定子齿采用平行齿结构，中间定子齿采用复合齿结构，中间定子齿与两端定子齿之间设置有L型定子槽，定子铁心模块圆周均匀分布形成
圆环形固定在隔磁盘上。
[0013]优选地，所述中间定子齿包括第一中间定子齿极、第二中间定子齿极、中间定子齿根部，第一中间定子齿极与第二中间定子齿极采用扇形齿结构，在第一中间定子齿极与第二中间定子齿极中间设置有平行中间定子齿槽，电枢绕组设置在定子槽底部，绕制在中间定子齿根部，励磁绕组设置在定子槽上部，跨绕在相邻的两个定子铁心模块的相邻两个两端定子齿上。
[0014]优选地，所述第一转子极、第二转子极、转子背铁铁心与定子铁心模块采用硅钢材料叠压而成，永磁体采用钕铁硼永磁体，隔磁盘与转子背铁隔磁块采用环氧树脂浇筑而成。
[0015]优选地，所述第一转子极、第二转子极、永磁体的数量为12n
±
2k个，转子背铁铁心、转子背铁隔磁块的数量为6n
±
k个，调磁绕组、电枢绕组、定子铁心模块的数量为12n个，其中，n、k为正整数。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1、本专利技术中永磁体设置于转子上，提高了转矩密度与功率密度，增强电机过载状态下的转矩能力，减小电机齿槽转矩；
[0018]2、本专利技术中定子电枢齿表面设置有辅助槽，减小了电机气隙磁密谐波含量，降低转矩脉动；
[0019]3、本专利技术中由双转子和单定子组成的双气隙对称结构，可以平衡两侧轴向磁拉力，采用隔磁盘将电枢定子分为两部分，实现了两个定子磁路的解耦，降低了磁路的饱和程度，也提高了电机的容错运行能力。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机爆炸结构示意图；
[0022]图2是本专利技术中转子齿结构示意图；
[0023]图3是本专利技术中转子背铁结构示意图；
[0024]图4是本专利技术中定子铁心模块示意图；
[0025]图5是本专利技术中转子角度为α1时永磁磁通路径图；
[0026]图6是本专利技术中转子角度为α2时永磁磁通路径图；
[0027]图7是本专利技术增磁状态下磁通路径图；
[0028]图8是本专利技术去磁状态下磁通路径图。
[0029]图中：1、第一转子；2、第二转子；3、定子；4、转子齿；4
‑
1、第一转子极；4
‑
2、第二转子极；4
‑
3、永磁体；5、转子背铁；5
‑
1、转子背铁铁心；5
‑
2、转子背铁隔磁块；6、第一定子铁心；7、隔磁盘；8、第二定子铁心；9、调磁绕组；10、电枢绕组；11、定子铁心模块；11
‑
1、两端定子齿；11
‑
2中间定子齿；11
‑
3定子轭部；11
‑
4、定子槽；11
‑2‑
1、第一中间定子齿极；11
‑2‑
2、第二中间定子齿极；11
‑2‑
3、与中间定子齿根部；11
‑2‑
4、平行中间定子齿槽；12、转子角度为α1时永磁磁通路径；13、转子角度为α2时永磁磁通路径；14、增磁状态下永磁磁通路径；15、增磁状态下调磁磁通路径；16、去磁状态下永磁磁通路径；17、去磁状态下调磁磁通路径。
具体实施方式
[0030]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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]请参阅图1所示，一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，电机包括同轴安装的第一转子1、第二转子2以及位于第一转子1与第二转子2之间且留有气隙的定子3，第一转子1、第二转子2和定子3均为凸极拓扑结构，第一转子1与第二转子2相对于定子3对称设置；
[0032]第一转子1与第二转子2包括转子齿4与转子背铁5；
[0033]定子3包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述电机包括同轴安装的第一转子(1)、第二转子(2)以及位于所述第一转子(1)与第二转子(2)之间的定子(3)，第一转子(1)、第二转子(2)和定子(3)均为凸极拓扑结构，第一转子(1)、第二转子(2)均包括转子齿(4)与转子背铁(5)，定子(3)包括第一定子铁心(6)、隔磁盘(7)、第二定子铁心(8)。2.根据权利要求1所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述定子(3)留有气隙，第一转子(1)与第二转子(2)相对于定子(3)对称设置。3.根据权利要求1所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述第一定子铁心(6)、第二定子铁心(8)上绕制有电枢绕组(10)与调磁绕组(9)，第一定子铁心(6)与第二定子铁心(8)相对于隔磁盘(7)对称设置。4.根据权利要求1所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述转子齿(4)包括第一转子极(4
‑
1)、第二转子极(4
‑
2)、永磁体(4
‑
3)，第一转子极(4
‑
1)、第二转子极(4
‑
2)、永磁体(4
‑
3)的轴向高度相同，第一转子极(4
‑
1)、第二转子极(4
‑
2)的横截面积相同，第一转子极(4
‑
1)与第二转子极(4
‑
2)相对于永磁体(4
‑
3)对称设置，永磁体(4
‑
3)采用平行永磁体结构，切向方向充磁，第一转子(1)与第二转子(2)上的永磁体(4
‑
3)充磁方向相同。5.根据权利要求1所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述转子背铁(5)包括转子背铁铁心(5
‑
1)、转子背铁隔磁块(5
‑
2)，转子背铁铁心(5
‑
1)与转子背铁隔磁块(5
‑
2)交替排列，沿圆周均匀紧密布置形成圆环形。6.根据权利要求5所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述转子齿(4)在转子背铁(5)上沿圆周均匀分布，转子齿(4)的第一转子极(4
‑
1)与相邻转子齿(4)的第二转子极(4
‑
2)固定在同一转子背铁铁心(5
‑
1)上，永磁体(4
‑
3)固定在转子背铁隔磁块(5
‑
2)上。7.根据权利要求1所述的一种混合励磁轴向磁场不对称定子齿辐条式永磁电机，其特征在于，所述第一定子铁心(6)、第二定子铁心(...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明耀，屠逸翔，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：