[發(fā)明專利]具有軸徑向折疊繞組的永磁電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810064547.2
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN101345440A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭萍;沈琳;孫紅超;羅昌德
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K3/12;H02K1/27;H02K1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前常用的永磁電機有徑向磁通圓柱式永磁電機和軸向磁通盤式永磁電機兩種，它們存在一個共同的問題就是電機空間有效利用率較小，電機結(jié)構(gòu)不緊湊，既而不能有效的提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。

對于徑向磁通圓柱式永磁電機，當(dāng)電機長徑比較小時繞組端部長度的影響相對較大，當(dāng)其電機半徑很大時，電機軸向兩端繞組的端部長度占電機總長的比例很大，浪費了銅線，增加了銅損；而且槽底到軸間的很大一部分空間是沒被利用的；另一方面，徑向磁通電機的永磁體軸向長度一般不能加工太長，較長時給運輸和安裝都帶來不便，分段安裝時工藝難度較大(眾所周知，相同充磁方向的兩塊永磁體在非充磁方向接近時也將產(chǎn)生很大的排斥力)。

對于軸向磁通盤式永磁電機，在其內(nèi)徑和外徑處都要留很大一部分空間給端部繞組，這樣也增大了電機的體積。當(dāng)今人們采取了各種措施縮短端部長度：采用集中繞組、鏈?zhǔn)嚼@組、短距繞組、提高嵌線工藝等各種措施，但這些都是有限的。雖然也有將兩個軸向磁通的盤式電機和一個徑向磁通的圓柱式外轉(zhuǎn)子電機組合在一起的，利用了徑向磁通電機槽底與軸間的空間，使結(jié)構(gòu)變得緊湊一些了，但由于只是三個獨立繞組電機的組合，沒能解決傳統(tǒng)電機端部繞組過長的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決目前的永磁電機的空間有效利用率較小，電機結(jié)構(gòu)不緊湊，既而不能有效的提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的問題，設(shè)計了具有軸徑向折疊繞組的永磁電機。

本發(fā)明包括定子、轉(zhuǎn)子和軸，定子固定在軸上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部，轉(zhuǎn)子與軸之間轉(zhuǎn)動連接，所述定子由定子鐵芯和定子繞組組成，定子鐵芯為圓環(huán)形，定子鐵芯的外圓表面設(shè)置有多個軸向槽，軸向槽的開口中心線是軸向的，多個軸向槽圍繞著軸均勻排列，定子鐵芯的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有多個徑向槽，多個徑向槽的開口中心線圍繞著軸呈放射線狀均勻排列，軸向槽與定子鐵芯兩側(cè)端面的徑向槽分別一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽內(nèi)和定子鐵芯兩側(cè)端面與其對應(yīng)的徑向槽內(nèi)共同設(shè)置有定子繞組，所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、第一永磁體和第二永磁體組成，轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圓壁面上均布有多個第一永磁體，多個第一永磁體圍繞著軸均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置有多個第二永磁體，多個第二永磁體圍繞著軸呈放射線狀均勻排列，定子繞組是多相對稱繞組。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、由于采用了軸徑向折疊繞組，端部繞組都在軸附近，相對于徑向圓筒式電機減小了其軸向長度，相對于軸向磁通盤式電機減小了其半徑，充分利用了電機的內(nèi)徑處的閑置空間。

2、電機結(jié)構(gòu)緊湊，通過一個獨立的驅(qū)動單元輸出功率，能夠得到較高的電機功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。

3、它無需減速傳動的機械裝置，可以應(yīng)用在需要大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的場合，替代傳統(tǒng)的電機加減速機構(gòu)的模式，提高了系統(tǒng)的整體運行效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2的A-A剖視圖，圖4是定子的軸截面圖，圖5是定子的側(cè)視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結(jié)合圖1～圖5說明本實施方式，本實施方式由定子、轉(zhuǎn)子和軸6組成，定子固定在軸6上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部，所述定子由定子鐵芯1和定子繞組2組成，定子鐵芯1為圓環(huán)形，定子鐵芯1的外圓表面設(shè)置有多個軸向槽1-1，軸向槽1-1的開口中心線是軸向的，多個軸向槽1-1圍繞著軸6均勻排列，定子鐵芯1的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有多個徑向槽1-2，多個徑向槽1-2的開口中心線圍繞著軸6呈放射線狀均勻排列，軸向槽1-1與定子鐵芯1兩側(cè)端面的徑向槽1-2分別一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽1-1內(nèi)和定子鐵芯1兩側(cè)端面與其對應(yīng)的徑向槽1-2內(nèi)共同設(shè)置有定子繞組2，所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯3、第一永磁體4和第二永磁體5組成，轉(zhuǎn)子鐵芯3的內(nèi)圓壁面上均布有多個第一永磁體4，多個第一永磁體4圍繞著軸6均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置有多個第二永磁體5，多個第二永磁體5圍繞著軸6呈放射線狀均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面分別通過一個軸承7與軸6之間轉(zhuǎn)動連接。

定子繞組2是多相對稱繞組，軸6上設(shè)置有出線孔6-1，定子繞組2通過出線孔6-1與外部的三相正弦交流電源連接。

第一永磁體4與定子之間留有氣隙L1，轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面上的第二永磁體5分別與定子之間留有氣隙L2、L3。

定子鐵芯1和轉(zhuǎn)子鐵芯3的材質(zhì)采用軟磁復(fù)合材料，導(dǎo)磁性良好的鋼，或由渦流損耗很小的硅鋼片疊加組合而成。

工作原理：