一种自增速永磁直驱电机制造技术

本发明专利技术涉及一种自增速永磁直驱电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子包括设有线槽的定子铁心（1）、嵌入定子铁心（1）线槽内的电枢绕组（2）、定子极靴（3）以及安装于定子极靴（3）表面的永磁体（4）；所述电机转子包括转子铁心（6）和转子凸极（7）；电机定子和电机转子之间设有气隙（5）；电机包括内转子结构或者外转子结构。本发明专利技术利用电机特殊的结构，通过调制电机的气隙磁阻分布，使电机定子内永磁磁通的旋转速度成倍于电机转子的转速，实现自增速的效果，该电机适用于低速直驱应用场合，具有功率密度高，额定转矩大等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电工、电机领域。
技术介绍
根据电机设计原理，在额定功率确定的情况下，转子旋转速度越高，电机的体积、 重量和制造成本就越小。在很多诸如风力发电、电动汽车驱动等低速场合，通常利用体积庞 大的齿轮箱等机械装置进行变速驱动，以兼顾高速电机的设计要求与低转速大转矩需要之 间的矛盾。而大量机械装置的使用将不可避免的带来噪声、机械损耗以及需要定期维护等 问题，并将明显增加结构的复杂性以及体积和重量。直驱电机可以直接用于低速工况，省去了额外的齿轮箱等中间转换装置，大大简 化了系统结构，减小整个系统的体积和重量，同时，系统的可靠性、效率和功率密度等必将 得到有效地提高，因此，直驱电机逐渐成为国内外学者的研究热点。但是，由于直驱电机运 行速度低，通常传统直驱电机具有体积大，定子和转子均有很多对极等特点，给电机制造和 安装带来很大的困难，制造成本较高。
技术实现思路
技术问题本专利技术针对现有技术的不足进行设计，提出了一种自增速永磁直驱电 机，目的在于提高低速大转矩应用情况下电机系统的功率密度，简化系统结构，提高运行效率。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的自增速永磁直驱电机由电机定子 和电机转子构成，该电机定子包括设有线槽的定子铁心、嵌入定子铁心线槽内的电枢绕组、 定子极靴以及安装于定子极靴表面的永磁体；永磁体沿电机径向充磁，永磁体沿着电机气 隙的圆周依次排列。所述电机转子包括转子铁心和转子凸极；电机定子和电机转子之间设 有气隙；所述电机定子固定不动，电机转子作旋转运动。该自增速永磁直驱电机包括内转子 结构或外转子结构。所述的每个极靴上的永磁体沿电机径向充磁，且相邻永磁体充磁方向 相反，构成N-S交替充磁结构，使气隙内的磁通密度成类正弦分布。所述的永磁体布满整个 内转子结构电机定子内表面，或外转子结构定子外表面，设计成闭口槽结构；所述的永磁体 贴装于极靴表面，设计成开口槽结构，且每个定子极靴的宽度与永磁体的极距之比为大于1 的自然数或分数。所述电枢绕组可绕制成集中或分布形式。该自增速永磁直驱电机可以用作电动机，也可以用作发电机。有益效果1)利用特殊的电机定转子结构，通过调制电机的气隙磁阻分布，使电机定子内永 磁磁通的旋转速度成倍于电机转子转速，实现自增速的效果，以提高电机额定输出转矩和 功率密度；2)永磁体和绕组均被安装于电机定子上，便于电机的冷却；3)电枢绕组不限制为集中绕组，电机极数配比更具多样性；4)每个极靴上的永磁体块数不限制为偶数，为电机设计带来很大的灵活性，同时 便于通过设计合理的永磁体和转子凸极数量，以减小电机定位力，避免使用斜槽等措施，降 低制造难度和成本；5)电机转子仅为带有凸极的铁心结构，机械强度大，适用于大转矩输出工况； 附图说明图1为结构一自增速永磁直驱电机闭口槽结构示意图。图2为结构二 自增速永磁直驱电机开口槽结构(极靴宽度与永磁体极距之比为 分数)示意图。图3为结构三自增速永磁直驱电机开口槽结构(极靴宽度与永磁体极距之比为 自然数)示意图。图中有定子铁心1，电枢绕组2，定子极靴3，永磁体4，气隙5，转子铁心6，转子凸 极7。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术提供的新型自增速直驱电机适用于低速大转矩工况，可以作为直驱电机 运行于电动或发电状态，其结构包括电机定子和电机转子，该电机定子包括设有线槽的定 子铁心、电枢绕组、定子极靴和永磁体，电枢绕组嵌入定子铁心线槽内，永磁体安装于定子 极靴表面；电机转子包括转子铁心和转子凸极；在电机定子永磁体和转子凸极之间设有气 隙。所述的定子铁心和次级铁心由硅钢叠片或其他导磁材料构成。所述的每个极靴上的有多个永磁体沿着气隙圆周依次排列，这些永磁体沿电机径 向充磁，且相邻永磁体充磁方向相反，构成N-S交替充磁结构，使气隙内的磁通密度成类正 弦分布。所述的永磁体可以布满整个电机定子气隙侧表面，设计成闭口槽结构；或所述的 永磁体仅仅贴装于极靴表面，设计成开口槽结构，且每个定子极靴的宽度与永磁体的极距 之比为大于1的自然数或分数，不同于现有技术要求定子极靴宽度与永磁体极距之比必须 为偶数。所述电枢绕组可绕制成集中或分布形式，不同于现有技术要求必须为集中绕组。所述电机定子固定不动，电机转子作旋转运动。所述新型自增速永磁直驱电机包括内转子结构和外转子结构。参见图1、图2和图3，本专利技术的新型自增速永磁直驱电机，包括电机定子和电机转 子，该直驱电机定子包括设有线槽的定子铁心1、电枢绕组2、定子极靴3和永磁体4，电枢绕 组2嵌入定子铁心线槽内，永磁体4安装于定子极靴3表面；电机转子包括转子铁心6和转 子凸极7 ；在电机定子永磁体和转子凸极之间设有气隙5。所述的定子铁心1、定子极靴3、转子铁心6和转子凸极7均由硅钢叠片或其他导磁材料构成，与普通电机制造工艺相同。所述的每个极靴上的有多个永磁体沿着气隙圆周依次排列，这些永磁体沿电机径 向充磁，且相邻永磁体充磁方向相反，构成N-S交替充磁结构，使气隙内的磁通密度成类正 弦分布。所述的永磁体可以布满整个电机定子气隙侧表面，设计成闭口槽结构(如图1所 示)；或所述的永磁体仅仅贴装于极靴表面，设计成开口槽结构(如图2和3所示)，且每个 定子极靴的宽度与永磁体的极距之比为大于1的自然数或分数，不同于现有技术要求定子 极靴宽度与永磁体极距之比必须为偶数。所述电枢绕组2可按不同极对数制成集中或分布形式。电枢绕组2的极距(弧 度)与永磁体4的极距(弧度)不等，且满足如下关系权利要求1.一种自增速永磁直驱电机，由电机定子和电机转子构成；其特征在于该电机定子 包括设有线槽的定子铁心(1)、嵌入定子铁心(1)线槽内的电枢绕组(2)、定子极靴(3)以及 安装于定子极靴(3)表面的永磁体(4)；永磁体(4)沿电机径向充磁，永磁体(4)沿着电机 气隙(5)的圆周依次排列；所述电机转子包括转子铁心(6)和转子凸极(7)；电机定子和电 机转子之间设有气隙(5)；所述电机定子(1)固定不动，电机转子(6)作旋转运动。2.根据权利要求1所述的自增速永磁直驱电机，其特征在于该自增速永磁直驱电机 包括内转子结构或外转子结构。3.根据权利要求1所述的自增速永磁直驱电机，其特征在于所述的每个极靴上的永 磁体(4)沿电机径向充磁，且相邻永磁体(4)充磁方向相反，构成N-S交替充磁结构，使气隙 (5)内的磁通密度成类正弦分布。4.根据权利要求1所述的自增速永磁直驱电机，其特征在于所述的永磁体(4)布满 整个内转子结构电机定子内表面，或外转子结构定子外表面，设计成闭口槽结构；所述的永 磁体(4)贴装于极靴(3)表面，设计成开口槽结构，且每个定子极靴(3)的宽度与永磁体(4) 的极距之比为大于1的自然数或分数。5.根据权利要求1所述的自增速永磁直驱电机，其特征在于所述电枢绕组(2)绕制成 集中或分布形式。全文摘要本专利技术涉及一种自增速永磁直驱电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子包括设有线槽的定子铁心(1)、嵌入定子铁心(1)线槽内的电枢绕组(2)、定子极靴(3)以及安装于定子极靴(3)表面的永磁体(4)；所述电机转子包括转子铁心(6)和转子凸极(7)；电机定子和电机转子之间设有气隙(5)；电机包括内转子结构或者外转子结构。本专利技术利用电机特殊的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种自增速永磁直驱电机，由电机定子和电机转子构成；其特征在于：该电机定子包括设有线槽的定子铁心（１）、嵌入定子铁心（１）线槽内的电枢绕组（２）、定子极靴（３）以及安装于定子极靴（３）表面的永磁体（４）；永磁体（４）沿电机径向充磁，永磁体（４）沿着电机气隙（５）的圆周依次排列；所述电机转子包括转子铁心（６）和转子凸极（７）；电机定子和电机转子之间设有气隙（５）；所述电机定子（１）固定不动，电机转子（６）作旋转运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程明，杜怿，邹国棠，樊英，丁石川，李祥林，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84