[實用新型]高效高功率密度內轉子、外轉子空芯電機

無效

• 申請號: 200720196419.4
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN201146437Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 李巍
• 申請（專利權）人: 深圳市世盈電通科技有限公司
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K16/04;H02K21/24;H02K21/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 高占元;林儉良

技術領域

本實用新型涉及稀土永磁電機，特別的，涉及一種高效高功率密度的空芯電機。

背景技術

傳統的有鐵芯電機的轉動慣量、機電時間常數、轉矩波動都較大，齒槽結構又成為散熱的瓶頸。而且，由于鐵芯結構的存在，使銅損和鐵損成為電機的主要損耗。

而傳統的無鐵芯電機，如空芯杯電機、磁碟式無鐵芯電機等，雖然消除了齒槽效應和磁阻轉矩，有較高的功率密度，但是其制造工藝復雜，散熱條件差，功率很難做大。而且由于其大氣隙結構，導致漏磁較大，磁場的利用率較低。正是由于傳統電機的這些不足，限制了這些電機的應用場合。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，針對現有技術的無鐵芯電機的功率密度低、功率小等缺陷，提供一種功率密度高、功率大、效率高的內轉子或外轉子空芯電機。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種高效高功率密度內轉子空芯電機，包括電機外殼、固定設置在電機外殼內的磁碟式雙定子繞組、設置在所述兩個定子繞組之間的雙面永磁陣列轉子、以及通過軸承安裝在所述電機外殼上并與所述轉子固定連接的電機轉軸；每一所述定子繞組包括至少兩個分別由導電材料繞制成型的多邊形線圈；并且所述多邊形線圈相錯一定角度疊置并整形后固化成盤狀。

在本實用新型的內轉子空芯電機中，所述導電材料為一根或多根具有一定長寬比的扁形導電條。

在本實用新型的內轉子空芯電機中，所述兩個定子繞組的截面形狀分別為“[”形和“]”形，其相對固定安裝在所述電機外殼內側。

在本實用新型的內轉子空芯電機中，所述轉子為隔磁材料做成的圓盤；所述圓盤上開設有貫通的凹槽，在所述凹槽內鑲嵌有永磁體，并且所述永磁體與所述圓盤共面。

在本實用新型的內轉子空芯電機中，所述永磁體的南極和北極交替分布，并且其數量為四的倍數，每個所述永磁體的形狀為扇環形。

或者，提供一種高效高功率密度外轉子空芯電機，包括電機外殼、分別固定設置在所述電機外殼相對兩側內壁上的永磁陣列轉子、設置在所述兩個轉子之間的磁碟式定子繞組、以及通過軸承安裝在所述電機外殼上并與所述定子繞組固定連接的電機轉軸；所述定子繞組包括至少兩個分別由導電材料繞制成型的多邊形線圈；并且所述多邊形線圈相錯一定角度疊置并整形后固化成盤狀。

在本實用新型的外轉子空芯電機中，所述導電材料為一根或多根具有一定長寬比的扁形導電條。

在本實用新型的外轉子空芯電機中，所述定子繞組的截面形狀分別為“工”形，其相對固定安裝在所述電機轉軸上。

在本實用新型的外轉子空芯電機中，所述轉子為導磁材料做成的圓盤；所述圓盤上開設有未貫通的凹槽，在所述凹槽內鑲嵌有永磁體。

在本實用新型的外轉子空芯電機中，所述永磁體的南極和北極交替分布，并且其數量為四的倍數，每個所述永磁體的形狀為扇環形。

實施本實用新型具有以下有益效果：本實用新型的電機采用獨特的繞組結構，并且繞組具有較大的表面積、很高的占空系數、內阻小、繞組軸向尺寸短，大大減少了軸向氣隙長度，從而可以大幅提高磁場的利用率，使得電機具有功率密度高、功率大、效率高、控制性能好等優點，從根本上解決了傳統有鐵芯電機和無鐵芯電機的一系列不足。

進一步的，本實用新型還具有以下優點：

1、高動態性能：機電時間常數小，動態性能好；

2、過載能力強：空芯磁碟式定子結構使電機有很高的抗過載能力和峰值轉矩；

3、無齒槽效應：空芯磁碟式定子結構使電機無齒槽效應和磁阻轉矩。

4、無刷：無機械換向火花，無機械電刷磨損。

5、可靠性高：只有軸承是維護件，電機壽命長，性能穩定可靠。

6、寬高效率范圍：電機在1/4負載和滿載之間均有較高的效率。

7、功能可逆：同一臺電機，既是高效率電動機，又是高效率發電機。

8、結構靈活：可以按照用戶需求設計成內轉子、外轉子結構或其它特殊結構。

9、堆疊式結構：功率隨著電機單體增多可以線性增長，尤其適合輪轂電機、混合動力和低速直驅低品位能源的應用。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是具有本實用新型第一實施例結構的電機總體圖。

圖2是具有本實用新型第一實施例結構的定子內部線圈繞線結構圖。

圖3是本實用新型第一實施例的永磁轉子及磁軛盤的平面圖。

圖4是具有本實用新型第一實施例結構的精密繞組定子結構側視圖。