[發明專利]多盤式永磁同步電動機

無效

• 申請號: 200810228120.1
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN101373917A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 唐任遠;韓雪巖;楊菲
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K21/24
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明涉及電機技術領域，特別涉及一種多盤式永磁同步電動機。

背景技術

隨著電機的發展，人們認識到普通圓柱式電機存在一些弱點，如冷卻困難和轉子鐵心利用率低等，于是盤式電機受到了重視。盤式永磁同步電動機作為一種特殊結構的永磁同步電動機，結合了永磁電機和軸向磁場電機的特點。相對于傳統的徑向電機，盤式電機硅鋼片利用率高，定子由硅鋼片卷繞而成，渦流損耗小，且電機軸向尺寸短，有利于提高電機的轉矩密度，其缺點是不適用于大轉矩直接驅動裝置。而多盤式永磁同步電動機采用多盤結構可增加盤式永磁電機的轉矩，適合于大轉矩直接驅動裝置。另外，多盤式電動機可以通過電動機定轉子盤體的各種組合構成，且組合后的電動機增強了可靠性，即若其中一組電動機出現故障，其余電動機仍然能夠繼續工作，不至引起系統的癱瘓。

發明內容

本發明針對普通圓柱式電機和盤式電機存在的缺點提供一種多盤式永磁同步電動機。

該電動機至少設有一組由單轉子盤和設在該轉子盤兩側的雙定子盤組成的盤式結構，其中定子盤和轉子盤之間的軸向距離即為電動機的氣隙長度，包括機座、端蓋、轉軸、軸承、轉子盤、定子盤，即一個定子盤固定在前端蓋上，前端蓋和后端蓋與機座固定，電動機的前端蓋和后端蓋與電動機轉軸之間通過深溝球軸承連接及固定，轉子盤固定在電動機轉軸上，另一個定子盤固定后端蓋上，兩定子盤位于轉子盤兩側且與端蓋直接相連有利于電動機定子盤的冷卻，散熱效果較好，可以提高電動機的體積密度。其中定子盤為硅鋼片卷繞成圓環形柱體，定子盤上面均勻分布定子槽，這樣既可提高硅鋼片的利用率，簡化工藝，又可降低電動機損耗。

當電動機通電后，通過機座上的接線盒電流流入電動機的定子繞組，電動機的永磁體軸向磁化，從而在氣隙中產生多極的軸向磁場。在軸向氣隙磁場中，電動機的定子繞組受切向電磁力產生電磁轉矩，使得電動機的轉子旋轉從軸端輸出轉矩，實現從電能到機械能的轉換。

本發明的優點是軸向尺寸短、結構緊湊，轉子渦流損耗小、機電時間常數小、低速運行平穩、硅鋼片利用率高，沒有疊片、鉚壓工序，下線方便、轉矩密度高，轉動慣量小等。該電動機制成多氣隙組合式結構后，可進一步提高轉矩，特別適合于大轉矩直接驅動裝置。

一、附圖說明

圖1是該發明電動機的整體結構示意圖；

圖2是該發明電動機(兩組)的整體結構示意圖；

圖3是本發明電動機的氣隙磁密波形，其中橫坐標為角度(單位：°)，縱坐標為氣隙磁密B(單位：T)。

圖1中：1轉軸，2深溝球軸承，3螺釘，4前端蓋，5水冷裝置，6吊環，7機座，8后端蓋，9轉子盤，10定子盤，11定子繞組，12止口。

二、具體實施方式

下面結合附圖和實施例進一步敘述本發明的內容：

本發明的機械結構如圖1所示。機座7的外側安裝的是水冷裝置5，機座7的內側一個定子盤10通過螺釘3固定在前端蓋4上，前端蓋4和后端蓋8通過止口12及螺釘3與機座7固定，定子下線后，在定子繞組11周圍全部灌上導熱膠。電動機的前端蓋4和后端蓋8與電動機轉軸之間通過深溝球軸承2連接及固定。轉子盤9利用螺釘3固定在電動機轉軸1上，另一個定子盤10通過螺釘3固定后端蓋8上，定轉子盤之間的軸向距離即為電動機的氣隙長度。

機座7上帶有吊環6，在電動機吊裝過程中使用。轉子的磁路結構是采用每極下2塊永磁體，所得到的氣隙磁密波形如圖3所示。

圖2為兩組圖1所示的電動機組成后的電動機結構示意圖，每一組電動機的結構與上述電動機結構相同，兩組電動機之間設冷卻裝置，兩個端蓋通過螺釘3固定。

該發明電動機的轉矩密度比傳統的徑向永磁電動機提高了20％，比異步電動機提高50％左右。例如，200kW盤式電動機轉矩密度為11.2kN·m^-2，一般徑向的永磁電動機轉矩密度為6.2kN·m^-2，異步電動機的轉矩密度為8.7kN·m^-2。

結合圖1與圖2，該類多盤式電動機可以繼續加長加大，任意組合。且組合后的電動機增強了可靠性，即若其中一組電動機出現故障，其余電動機仍然能夠繼續工作，不至引起系統的癱瘓。