一种定转子双永磁体激励谐波电机制造技术

本发明专利技术公开了一种定转子双永磁体激励谐波电机，所述电机的转子结构内置于定子结构，且所述定子结构还包括处于定子齿与转子齿之间，环形布置的调磁齿，以及设置在所述调磁齿与所述定子齿之间，将所述调磁齿与所述定子齿连成一个整体的环状的磁桥，且相邻两个所述调磁齿之间形成有用于安装定子永磁体的调磁槽，所述定子齿与定子轭之间可拆卸组装。本发明专利技术提供一种定子、转子上都装配永磁体的新型永磁电机，此种电机通过定转子双永磁体激磁来提高自身的转矩/功率密度，从而在低速大转矩电气传动系统中具有很好的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种定转子双永磁体激励谐波电机
本专利技术属于电机制造领域，特别涉及一种定转子双永磁体激励谐波电机。
技术介绍
随着能源危机、全球暖化、环境污染等问题的日益突出，人类社会面临着严峻的挑战。生产、交通电气化以及新能源的利用成为我们的必然选择。电机作为机电能量转换的关键设备，其总体性能的好坏直接影响着能源利用效率。随着功率开关器件和永磁材料的发展，永磁电机技术已在电动汽车、工业传动、风力发电等领域得到广泛的应用。相对于传统的电励磁电机而言，以铁钕硼为主要材料的稀土永磁电机具有转矩密度大，能量转换效率高等优点。目前，从永磁体装配的位置来看，永磁电机大体可分为两类：转子永磁型永磁电机和定子永磁型永磁电机。其中转子永磁型永磁电机较为常见，如无刷直流电机、永磁同步电机等。定子永磁型永磁电机包括双凸极电机、磁通切换电机等。很多应用场合都需要能够提供低速大转矩的电机系统。为了获得低转速，一种方案是通过调速控制实现，但是这种调速方式只能单纯地降低转速不能同步提高转矩，因而被称为恒转矩调速，并且这种调速控制不可避免地增加半导体器件的开关频率，增大损耗，从而降低整机效率；另一种方案是机械调速，通常利用齿轮箱等机械传动装置来实现。大量机械装置的使用将不可避免地带来噪声，震动，摩擦损耗以及定期维护等问题，并将明显增加系统的复杂性、体积和重量。此外，机械齿轮不具备过载自我保护能力，当传递转矩超过齿轮承受力时，容易发生安全事故。为了摆脱机械降速齿轮的种种弊端，近年来，人们一直致力于研发低速直驱型永磁电机。由于同等功率指标下，低速电机的体积及重量比高速电机大很多，这给很多应用场合带来不小的挑战。因此，通过改进电路、磁路的设计，进一步提高低速永磁电机的转矩密度成为人们努力的方向。中国专利文献CN102545514A公开了一种永磁直驱式游标电机上述专利文献的电机通过设置定、转子双永磁体，提高了电机的转矩密度，从而使得上述专利文献的电机能够提供较大的输出转矩。但是由于该专利文献为内定子外转子结构，且定子永磁体是设置在两定子齿之间所形成的定子齿槽内，因此导致设置在定子齿槽内的定子永磁体个数必须与绕组极对数一致，否则，定子永磁体在定子齿槽内的设置会阻碍绕组的绕制。因此，该专利文献的电机结构不是很合理，其永磁体数量必须与定子槽数量对应，不可进行灵活调节，且绕线不方便，其内部结构不能根据实际需要，进行灵活的设置。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中的电机结构不合理，其内部绕组极对数与定子永磁体个数需要保持一致而不能进行灵活调节，提供一种且定子永磁体个数可以与绕组极对数绕组不一致，且方便绕制的定转子双永磁体电机。此种电机通过定转子双永磁体激磁来提高自身的转矩/功率密度，从而在低速大转矩电气传动系统中具有很好的应用潜力。为解决上述技术问题，本专利技术的一种定转子双永磁体激励谐波电机，包括定子结构，所述定子结构包括定子轭、定子齿、定子绕组、定子永磁体；转子结构，所述转子结构包括转子永磁体、转子齿和转子轭；所述转子结构内置于所述定子结构，且所述定子结构还包括处于所述定子齿与所述转子齿之间，环形布置的调磁齿，以及设置在所述调磁齿与所述定子齿之间，将所述调磁齿与所述定子齿连成一个整体的环状的磁桥，且相邻两个调磁齿之间形成有用于安装所述定子永磁体的调磁槽，所述定子齿与所述定子轭之间可拆卸组装。所述转子永磁体安装在相邻的两所述转子齿之间形成的转子槽中，且所述转子永磁体的个数与所述转子齿的个数相等。所述定子永磁体的个数与所述调磁齿的个数相等。所述定子轭的内环上成型有嵌入槽或设有嵌入块，所述定子齿的外围端部成型有与所述嵌入槽或嵌入块匹配嵌入的嵌入块或嵌入槽。一体成型的所述调磁齿与所述定子齿，以及所述定子轭由具有高导磁性能的硅钢片沿轴向叠合而成，所述转子齿与所述转子轭也由具有高导磁性能的硅钢片沿轴向叠合而成。所述定子永磁体和所述转子永磁体都采用径向/平行充磁。所述定子永磁体和所述转子永磁体都采用径向/平行充磁，所述径向/平行充磁为径向/平行向外充磁或径向/平行向内充磁。所述定子永磁体的个数为Ps，所述转子永磁体的个数为Pr，所述定子绕组的极对数为Pw，所述定、转子永磁体的磁体个数以及定子绕组的极对数必须满足：Pw＝Ps-Pr。所述定子绕组、所述定子齿既可采用分布式绕组结构也可以采用集中式绕组结构。所述定子绕组安放于相邻两所述定子齿之间形成的定子槽内。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机，所述转子结构内置于所述定子结构，且所述定子结构还包括处于所述定子齿与所述转子齿之间，环形布置的调磁齿，以及设置在所述调磁齿与所述定子齿之间，将所述调磁齿与所述定子齿连成一个整体的环状的磁桥，通过所述调磁齿的设置使得不用限制定子永磁体和定子槽个数必须对应，且而能保证绕制绕组时方便，同时所述调磁齿与所述定子齿之间通过所述磁桥进行连接，使得本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机装配更加简单。(2)本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机，所述定子齿与所述定子轭之间可拆卸组装，所述定子轭的内环上成型有嵌入槽或设有嵌入块，所述定子齿的外围端部成型有与所述嵌入槽或嵌入块匹配嵌入的嵌入块或嵌入槽，从而使得所述定子轭没有与所述定子齿连成一个整体，可以在绕制绕组后再将所述定子嵌套到所述定子齿上，绕制绕组方便。(3)本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机，相邻两个调磁齿之间形成的调磁槽有用于安装所述定子永磁体，相邻的两所述转子齿之间形成的转子槽中安装所述转子永磁体，从而使得本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机的所述定子结构和所述转子结构上都有安装有永磁体，并且内置于两槽中朝一个方向充磁，且可以通过调节所述调磁齿的数量，产生不同极对数的磁场谐波。(4)本专利技术的定转子双永磁体激励谐波电机，采用低速谐波来实现机电能量转换，因而直接提供较低的机械转速，其定转子上总共有两套永磁体充分保证永磁体产生磁场与电枢绕组耦合，其转矩密度也将超过现有的转子永磁型永磁电机或定子永磁型永磁电机，从而提供更大的电磁转矩，同时所述定转子双永磁体激励谐波电机只有一个旋转的部分且定转子各部分都是模块化结构，减小了产品体积，加工简单，绕线更为方便。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术具体实施例的横截面图；图2是本专利技术具体实施例中的定子轭硅钢片冲片图；图3是本专利技术具体实施例中的定子齿及调磁齿硅钢片冲片图；图4是本专利技术具体实施例中的转子齿及转子轭硅钢片冲片图；图5是本专利技术具体实施例中的定子绕组连接图。图中附图标记表示为：1-定子轭，2-定子齿，3-调磁齿，4-定子绕组，5-定子永磁体，6-转子永磁体，7-转子齿，8-转子轭，9-磁桥。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1-4所示，本专利技术的一种定转子双永磁体激励谐波电机，包括定子结构，所述定子结构包括定子轭1、定子齿2、定子绕组4、定子永磁体5；转子结构，所述转子结构包括转子永磁体6、转子齿7和转子轭8；所述转子结构内置于所述定子结构，且所述定子结构还包括处于所述定子齿2与所述转子齿7之间，环形布置的调磁齿3，以及设置在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定转子双永磁体激励谐波电机，包括定子结构，所述定子结构包括定子轭（1）、定子齿（2）、定子绕组（4）、定子永磁体（5）；转子结构，所述转子结构包括转子永磁体（6）、转子齿（7）和转子轭（8）；其特征在于：所述转子结构内置于所述定子结构，且所述定子结构还包括处于所述定子齿（2）与所述转子齿（7）之间，环形布置的调磁齿（3），以及设置在所述调磁齿（3）与所述定子齿（2）之间，将所述调磁齿（3）与所述定子齿（2）连成一个整体的环状的磁桥（9），且相邻两个调磁齿（3）之间形成有用于安装所述定子永磁体（5）的调磁槽，所述定子齿（2）与所述定子轭（1）之间可拆卸组装。

【技术特征摘要】
1.一种定转子双永磁体激励谐波电机，包括定子结构，所述定子结构包括定子轭(1)、定子齿(2)、定子绕组(4)、定子永磁体(5)；转子结构，所述转子结构包括转子永磁体(6)、转子齿(7)和转子轭(8)；其特征在于：所述转子结构内置于所述定子结构，且所述定子结构还包括处于所述定子齿(2)与所述转子齿(7)之间，环形布置的调磁齿(3)，以及设置在所述调磁齿(3)与所述定子齿(2)之间，将所述调磁齿(3)与所述定子齿(2)连成一个整体的环状的磁桥(9)，且相邻两个所述调磁齿(3)以及处于该两所述调磁齿(3)之间的磁桥段围成有槽口朝内的用于安装所述定子永磁体(5)的调磁槽，相邻两个所述定子齿(2)以及处于该两所述定子齿(2)之间的磁桥段围成有槽口朝外的用于绕制所述定子绕组(4)的绕组槽，所述定子齿(2)与所述定子轭(1)之间可拆卸组装。2.根据权利要求1所述的定转子双永磁体激励谐波电机，其特征在于：所述转子永磁体(6)安装在相邻的两所述转子齿(7)之间形成的转子槽中，且所述转子永磁体(6)的个数与所述转子齿(7)的个数相等。3.根据权利要求1所述的定转子双永磁体激励谐波电机，其特征在于：所述定子永磁体(5)的个数与所述调磁齿(3)的个数相等。4.根据权利要求1所述的定转子双永磁体...

【专利技术属性】
技术研发人员：蹇林旎，石玉君，梁嘉宁，徐国卿，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：