[發明專利]一種具有單匝波繞組的大功率永磁耦合器

在審

• 申請號: 201610238101.1
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105790545A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李宏濤;漆復興
• 申請（專利權）人: 江蘇磁谷科技股份有限公司
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及具有單匝波繞組的大功率永磁耦合器，屬于機械驅動領域。

背景技術

目前，繞組式永磁耦合器由永磁轉子和繞組轉子組成，當繞組轉子隨動力軸旋轉， 繞組被永磁轉子的磁場切割產生電動勢，繼而產生電流。繞組中的電流與永磁磁場耦合 產生轉矩，帶動負載軸旋轉。

在體積相同條件下，采用永磁轉子為外轉子，繞組轉子為內轉子時，永磁耦合器的 功率密度更高，所能提供的轉矩也更大。

對于大功率的繞組式永磁耦合器而言，由于繞組轉子的電壓、電流較大，采用散嵌 繞組已不能滿足生產要求，一般設計成由多個串聯線匝組成的硬繞組成型線圈，其繞組 鐵芯只能設計成開口槽，這就帶來了以下問題：一方面，耦合器運行時繞組高速旋轉產 生很大的離心力，長期運行極易導致槽楔脫落，影響耦合器正常運行；另一方面，開口 槽設計導致氣隙磁場諧波含量較大，在永磁體中會產生很大的渦流損耗，極易導致永磁 體退磁，雖然采用磁性槽楔可以起到改善氣隙磁密波形，降低永磁體渦流損耗的作用， 但是磁性槽楔的性能欠佳，經常出現起層或者破損等現象，同時也存在脫落的可能。

為了最大程度的利用永磁體的性能，永磁轉子通常設計成表貼式，在永磁電機領域， 由于轉子與定子磁場同步旋轉，常常忽略永磁體表面的渦流損耗，但是對于永磁耦合器 而言，存在離合狀態，此時內、外轉子的轉差很大，永磁體表面的渦流損耗足以使永磁 體溫度升高并退磁，不能被忽略。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種具有單匝波繞組的大 功率永磁耦合器，由于半閉口槽的槽口寬度遠小于開口槽，有效地改善了氣隙磁密的波 形，降低了永磁體中產生的渦流損耗。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種具有單匝波繞組的大功率永磁耦合 器，包括繞組轉子和永磁轉子，所述繞組轉子為內轉子，永磁轉子為外轉子，所述繞組 轉子包含第一鐵芯和繞組，第一鐵芯開設有若干個半閉口槽，繞組位于半閉口槽中，在 半閉口槽中插入有固定繞組的槽楔。

為了降低了永磁體中產生的渦流損耗，所述半閉口槽包含矩形槽、槽口和過渡段， 所述槽口的寬度為0.5-10mm，所述過渡段為斜肩，斜肩用來放置槽楔，繞組插入到矩 形槽中，用槽楔塞緊。

更進一步的，所述槽口的寬度為1-6mm。

更進一步的，所述槽口位于半閉口槽的正中間。

更進一步的，所述槽口位于半閉口槽的一側。

更進一步的，所述斜肩限制槽楔移動的面為平面或圓弧曲面。

更進一步的，所述繞組為單匝線圈。

更進一步的，為了減少極間連線，降低繞組有效材料的消耗，所述繞組包含上層繞 組和下層繞組，轉子的繞組為波繞組結構。

更進一步的，所述波繞組的連線按短距與長距交替進行，最后將兩個大線圈串聯起 來構成一相繞組。

更進一步的，所述繞組是三相或者多相分布，繞組接成星形接法。

更進一步的，所述永磁轉子包含第二鐵芯和永磁體，所述第二鐵芯中有若干個槽， 永磁體嵌入槽中。

更進一步的，永磁體的截面形狀為矩形或瓦片形。

有益效果：本發明的一種具有單匝波繞組的大功率永磁耦合器，由于半閉口槽的槽 口寬度遠小于開口槽，有效地改善了氣隙磁密的波形，降低了永磁體中產生的渦流損耗； 由于過渡段為斜肩狀，繞組產生的離心力就由半閉口槽的斜肩承受，槽楔不會脫落，解 決了大功率的繞組式永磁耦合器長期運行極易導致槽楔脫落的問題；采用波繞組可以減 少極間連線，降低繞組有效材料的消耗。

附圖說明

圖1為本發明中波繞組的原理示意圖。

圖2為本發明的結構示意圖。

圖3為本發明中半閉口槽的結構示意圖。

圖4為本發明中半閉口槽的另一種結構示意圖。

圖5為本發明中半閉口槽的第三種結構示意圖。

圖6為本發明中半閉口槽的第四種結構示意圖。

具體實施方式

實施例1