[發明專利]一種軸向磁通結構的高速永磁電機

無效

• 申請號: 201210255880.8
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102751828A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 黃允凱;李浩;董劍寧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K1/27;H02K1/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于電機設計、制造技術領域，具體涉及一種軸向磁通結構的高速永磁電機。

背景技術

高速永磁電機的電流頻率很高，定子鐵芯中會產生較大鐵耗，使電機效率明顯下降，如果損耗導致的發熱嚴重，還會破壞繞組絕緣、導致永磁退磁，影響電機性能和使用壽命。目前降低電機鐵耗的主要方法有兩種，一是用性能優良的硅鋼片，如0.35mm或者0.2mm厚的硅鋼片。雖然薄硅鋼片可以降低電機鐵耗，但程度有限，同時電機的成本卻會大幅增加。二是采用無鐵芯軸向磁通電機，結構是在兩個永磁盤間放置一個繞組盤，繞組直接繞制在支架上，沒有鐵芯。該結構電機沒有定子鐵耗，效率高，但也是因為沒有鐵芯，永磁體用量必須大幅增加，而且電機的功率密度和轉矩密度也會因為沒有鐵芯而降低。

現在國內外對軸向磁通永磁電機的研究都越來越重視，中國發明專利CN201120030285.5、CN201120028025.4、CN201010230798.0、CN200920005255.1所涉及的永磁電機均為軸向磁場永磁，這些電機都僅僅考慮了無鐵芯、發熱對定子鐵耗的影響，與本發明有明顯的區別。

綜上所述，現有技術在降低高速電機鐵耗時都存在材料成本過高、電機轉矩密度和功率密度下降等問題。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的不足，提供一種軸向磁通結構的高速永磁電機，在不提高電機成本、不降低電機轉矩密度和功率密度的前提下，有效地降低電機鐵耗，提高高速電機效率。

本發明采用的技術方案為：一種軸向磁通結構的高速永磁電機，包括三個轉動盤和兩個定子繞組盤，所述三個轉動盤同軸固聯在電機軸上，所述兩個定子繞組盤分別固定安裝在三個轉動盤形成的兩個氣隙中；

所述三個轉動盤包括一個永磁盤和兩個定子背鐵盤；所述永磁盤包括永磁背鐵、開槽鋁盤一、開槽鋁盤二和永磁體，所述開槽鋁盤一和開槽鋁盤二通過螺栓固定在永磁背鐵的兩側，所述永磁體嵌入開槽鋁盤一和開槽鋁盤二的槽內；所述兩個定子背鐵盤分別由定子背鐵一和定子背鐵二構成；

所述兩個定子繞組盤由繞組盤一和繞組盤二構成，均包括繞組、繞組支座和繞組壓蓋，每個定子繞組盤均通過繞組支座安裝在電機支座上。

作為優選，所述永磁背鐵、定子背鐵一和定子背鐵二的外緣均開有均勻分布的若干螺紋孔，這些螺紋孔既可用來調節轉子的動平衡，也可作為增重質量塊的安裝孔。

作為優選，所述永磁體均按極性均勻相間的順序嵌入在開槽鋁盤一和開槽鋁盤二的槽內，每塊永磁體均沿軸向充磁。

作為優選，所述繞組是由利茲線繞制而成的繞組經塑封固化而成的。

有益效果：本發明與現有技術相比具有以下優點：

本發明將傳統定子結構分離為隨轉子旋轉的定子背鐵和定子繞組兩個部分，由于采用定子背鐵隨轉子一起旋轉的結構，消除了定子中高速旋轉的磁場引起的定子鐵耗。定子繞組采用利茲線繞制，極大地降低了繞組的渦流損耗。與現有技術相比，在不提高電機成本、不降低電機轉矩密度和功率密度的前提下，有效地降低電機損耗，提高高速電機效率。

附圖說明

圖1為本發明電機的結構示意圖；

圖2為本發明開槽鋁盤的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式，對本發明做進一步說明：

如圖1和2所示，一種軸向磁通結構的高速永磁電機，包括三個轉動盤和兩個定子繞組盤，所述三個轉動盤同軸固聯在電機軸上，所述兩個定子繞組盤分別固定安裝在三個轉動盤形成的兩個氣隙中；

所述三個轉動盤包括一個永磁盤和兩個定子背鐵盤；所述永磁盤包括永磁背鐵4、開槽鋁盤一3、開槽鋁盤二5和永磁體6，所述開槽鋁盤一3和開槽鋁盤二5通過螺栓固定在永磁背鐵4的兩側，所述永磁體6嵌入開槽鋁盤一3和開槽鋁盤二5的槽內；所述兩個定子背鐵盤分別由定子背鐵一1和定子背鐵二8構成；

所述兩個定子繞組盤由繞組盤一2和繞組盤二7構成，均包括繞組、繞組支座和繞組壓蓋，每個定子繞組盤均通過繞組支座安裝在電機支座上。

所述永磁背鐵4、定子背鐵一1和定子背鐵二8的外緣均開有均勻分布的若干螺紋孔9，這些螺紋孔9既可用來調節轉子的動平衡，也可作為增重質量塊的安裝孔。所述永磁體6均按極性均勻相間的順序嵌入在開槽鋁盤一3和開槽鋁盤二5的槽內，每塊永磁體6均沿軸向充磁。所述繞組是由利茲線繞制而成的繞組經塑封固化而成的。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。