[發(fā)明專利]凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510845234.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105305756A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許孝卓;汪旭東;黃文英
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué);焦作市華鷹機電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02;H02K1/27
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張春;李想

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機與電器領(lǐng)域，具體涉及凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機。

背景技術(shù)

永磁電機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，永磁電機有多種類型。按轉(zhuǎn)子永磁體的布置方式可分為表面式（又分為表面凸出式、表面插入式）、內(nèi)置式（又分為徑向式、切向式、混合式等）等轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，前者結(jié)構(gòu)簡單，但等效電磁氣隙大，功率密度較低，不能自起動，后者功率密度較大，但漏磁也較大，需要設(shè)置專門的隔磁橋限制漏磁，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，都導(dǎo)致電機的功率密度低、永磁體利用率不高，電機體積大，制造和使用成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有永磁電機輸出功率低、體積大、成本高等工程問題，為解決上述問題，采用凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機新型結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機，包括轉(zhuǎn)子和與轉(zhuǎn)子對應(yīng)的定子，定子和轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，所述的轉(zhuǎn)子由凸極halbach復(fù)合陣列組成，凸極halbach復(fù)合陣列包括單層凸極halbach復(fù)合陣列和或雙層凸極halbach復(fù)合陣列，不帶軛部或帶軛部的凸極磁體陣列表面緊貼帶軛部或不帶軛部的halbach磁體陣列設(shè)置構(gòu)成單層凸極halbach復(fù)合陣列，凸極磁體陣列兩側(cè)表面分別緊貼至少一組halbach磁體陣列設(shè)置，構(gòu)成雙層凸極halbach復(fù)合陣列，凸極磁體陣列由導(dǎo)磁凸鐵和周向磁體交替貼裝而成，凸鐵兩側(cè)的周向磁體在凸鐵上形成聚磁的凸鐵極，halbach磁體陣列由法向磁體和縱向磁體交替貼裝組成，轉(zhuǎn)子與對應(yīng)的定子配合構(gòu)成凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機。

轉(zhuǎn)子凸極磁體陣列中的凸鐵、周向磁體的截面為矩形、梯形、三角形、“凸”字形、“工”字形、“中”字形或“十”字形，halbach磁體陣列中的法向磁體和縱向磁體的截面為矩形、梯形、三角形、“工”字形、“中”字形或“十”字形。

在轉(zhuǎn)子凸極磁體陣列中的凸鐵表面開設(shè)至少一個開口槽，開口槽中設(shè)置有凸槽磁體，凸槽磁體表面極性與相應(yīng)凸鐵表面極性一致。

轉(zhuǎn)子凸鐵上設(shè)置有至少一個導(dǎo)電體，導(dǎo)電體的橫向端部通過導(dǎo)電環(huán)或?qū)щ娖B成一體。

轉(zhuǎn)子凸鐵上設(shè)置有至少一個空腔，空腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電體，各凸鐵上的導(dǎo)電體橫向端部通過導(dǎo)電環(huán)或?qū)щ娖B成一體；或者在凸鐵的表面鋪設(shè)或連接一層連接薄片，將各凸鐵彼此連接成一個整體，連接薄片為導(dǎo)磁薄片或?qū)щ姳∑驅(qū)Т艑?dǎo)電復(fù)合薄片或為帶槽的導(dǎo)磁齒槽薄片，槽內(nèi)嵌導(dǎo)電體，導(dǎo)電體橫向端部通過導(dǎo)電環(huán)或?qū)щ娖B成一體。

所述的周向磁體、法向磁體和縱向磁體為永磁體、超導(dǎo)磁體或者電勵磁體。

凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列至少有一組凸鐵或者凸鐵和軛部的兩橫向端部通過連接件連接，形成統(tǒng)一的凸極halbach復(fù)合陣列。

所述的兩組單層凸極halbach復(fù)合陣列構(gòu)成的單邊轉(zhuǎn)子或兩組單邊定子面對面分開設(shè)置，兩者中間設(shè)置對應(yīng)的雙定子或雙邊轉(zhuǎn)子，構(gòu)成雙邊型單層凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機。

所述的雙邊型單層凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機外側(cè)兩單邊轉(zhuǎn)子的橫向端部連接件連接成一體，中間為定子，形成U型單層凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機。

轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子外部，轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列面向定子繞組，兩者保持間隙，成為外轉(zhuǎn)子型凸極halbach復(fù)合永磁旋轉(zhuǎn)電機。

轉(zhuǎn)子和定子兩者中的一個作為固定不動的定子部，另外一個作為可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子部。

本發(fā)明利用halbach磁體陣列強磁區(qū)磁場很強、弱磁區(qū)磁場很弱（即漏磁很小）的特點，將凸極磁體陣列布置于halbach磁體陣列強磁區(qū)或弱磁區(qū)，與定子繞組配合形成凸極halbach永磁電機，可將凸極磁體陣列漏磁大幅降低甚至完全消除，相同體積和制造成本下，可大幅增加電機功率和出力，或相同功率下，大幅降低電機體積和制造使用成本，特別適用于大功率永磁電機工程應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)示意三；

圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)示意四；

圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子凸極halbach復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)示意圖五；

圖6為轉(zhuǎn)子凸極磁體陣列結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖六；

圖7為轉(zhuǎn)子凸極磁體陣列結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖七；

圖8為轉(zhuǎn)子凸極磁體陣列結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖八；