[實用新型]混合磁材料永磁容錯游標電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420394969.7
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN204046382U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉國海;邵明明;陳前;趙文祥
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02K21/22
• 分類號: H02K21/22;H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種永磁同步電機，特指一種混合磁材料永磁容錯游標電機。

背景技術(shù)

直接驅(qū)動技術(shù)將電機與負載直接相聯(lián)，取消了傳統(tǒng)的機械變速機構(gòu)，從而可以省去諸如機械疲勞、摩擦損耗以及震動噪音等諸多弊端，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，尤其在新能源、國防、先進制造業(yè)等諸多要求低速高轉(zhuǎn)矩的特殊場合。而衡量驅(qū)動系統(tǒng)性能好壞的一個重要指標是電機轉(zhuǎn)矩密度的大小，電機在直接驅(qū)動系統(tǒng)中的功能相當于“設(shè)備的心臟”。隨著時代的發(fā)展，許多應(yīng)用場合對電機的要求不只停留在于尺寸和效率的大小方面，而且對電機的性能有更高的要求。

傳統(tǒng)永磁電機常用大幅增加槽數(shù)、繞組數(shù)和永磁體極數(shù)的方法，來提高其低速大轉(zhuǎn)矩的能力，可是電機體積和重量也會隨之增加，雖然其輸出轉(zhuǎn)矩因此而提高，但系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩密度卻無法達到要求。因此，一種新型高轉(zhuǎn)矩密度永磁電機--永磁游標電機得到諸多學(xué)者的關(guān)注并對其開展了相關(guān)的研究，它是基于“磁齒輪效應(yīng)”工作的，通過在定子結(jié)構(gòu)上引入調(diào)制齒，在定子電樞極數(shù)和槽數(shù)較少的情況下，繞組在氣隙內(nèi)產(chǎn)生特定的空間諧波與極數(shù)較大的永磁體相互作用，從而實現(xiàn)了低速大轉(zhuǎn)矩的性能?？墒?，對于表貼式永磁游標電機而言，相鄰N極和S極永磁體之間存在較為嚴重的漏磁，嚴重影響了稀土永磁體的利用率。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的為了解決現(xiàn)有表貼式永磁游標電機中相鄰永磁體之間嚴重漏磁和稀土永磁材料的利用率偏低的問題而提出的一種混合磁材料永磁容錯游標電機。該混合磁材料電機是指在該電機中既使用鐵氧體永磁材料，又使用釹鐵硼永磁材料。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種混合磁材料永磁容錯游標電機，包括同軸的外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子，所述內(nèi)定子包括定子鐵芯和定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)磁場的Halbach永磁陣列和轉(zhuǎn)子鐵芯，所述Halbach永磁陣列表貼于轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)表面，由徑向磁化的釹鐵硼永磁材料和切向磁化的鐵氧體永磁材料相間排列組成。上述改進降低了相鄰N極和S極永磁體之間的漏磁磁通，提高了稀土永磁材料的利用率；并且由于鐵氧體永磁材料的使用，減少了稀土永磁材料的用量，降低了電機的制造成本。

作為本實用新型的進一步，所述Halbach永磁陣列的釹鐵硼永磁材料寬度與調(diào)制齒寬度相等。當釹鐵硼永磁材料寬度與調(diào)制齒寬度相等時，所述Halbach永磁陣列的釹鐵硼永磁材料的利用率最高，并且此時漏磁磁通很少。

作為本實用新型的進一步，所述釹鐵硼永磁材料與鐵氧體永磁材料的寬度比為3∶1。此時，所述Halbach永磁陣列的釹鐵硼永磁材料的利用率最優(yōu)。

作為本實用新型的進一步，所述定子繞組為三相單層集中繞組，所述單層集中繞組交替纏繞在電樞齒上。由于采用了容錯齒和單層集中式繞組，使得該電機在結(jié)構(gòu)上具有自解耦作用，從而具有很高的各相磁隔離、熱隔離、物理隔離和電隔離的容錯能力。

作為本實用新型的進一步，所述定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯采用DW540_50材料沖片疊壓而成。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的混合磁材料永磁容錯游標電機由于使用了鐵氧體永磁材料作為相鄰N極和S極永磁體之間的隔磁磁障，降低了相鄰N極和S極永磁體之間的漏磁磁通，提高了稀土永磁材料的利用率；并且由于鐵氧體永磁材料的使用，減少了稀土永磁材料的用量，降低了電機的制造成本。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是原有游標電機結(jié)構(gòu)簡圖；

圖3是永磁體與調(diào)制齒寬度示意圖；

圖4是原有游標電機開路磁場分布圖；

圖5是本實用新型開路磁場分布圖；

圖6是本實用新型與原有游標電機定位轉(zhuǎn)矩對比圖；

圖7是本實用新型與原有游標電機反電勢對比圖；

圖8是本實用新型與原有游標電機反電勢諧波分析對比圖。

圖1-8中：1-定子鐵芯；2-轉(zhuǎn)子鐵芯；3-電樞齒；4-容錯齒；5-集中繞組；6-調(diào)制齒；7-釹鐵硼永磁材料；8-鐵氧體永磁材料。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。