[發(fā)明專利]一種磁鋼交錯式多級軸向磁通永磁動能裝置

在審

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• 申請日: 2017-06-11
• 公開（公告）號: CN107086748A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 陽小飛;段建華;周飛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇和暉電動工具有限公司
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K1/27
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所11344
• 代理人: 周智勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電器設備技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種磁鋼交錯式多級軸向磁通永磁動能裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)多級疊加式軸向電機有兩種，一種是把多個單一軸向電機裝在同一根軸上，即無論是永磁體還是導磁背板，都是單一電機用量的整數(shù)倍，這樣的疊加方案，經(jīng)濟性較差，成本較高，軸向長度較長，同時繞組之間的電氣連接很困難，繞組一致性很難保證，不具有批產(chǎn)性；另一種如專利CN 203660839 U“基于有效磁域技術(shù)的模塊化多層盤式電機”所描述的以一個盤面固定有多個永久磁鐵的盤式轉(zhuǎn)子和緊鄰的盤式定子繞組作為一個動能轉(zhuǎn)換單元，多個動能轉(zhuǎn)換單元依次軸向?qū)R疊加構(gòu)成，其中每個轉(zhuǎn)子上的永久磁體的形狀一致且軸向?qū)R；在下述長度的軸向距離內(nèi)安裝有至少2 組動能轉(zhuǎn)換單元：該長度是所述永久磁體厚度的12 ～ 14倍。盡管比第一種類型改善不少，但是由于永磁體是依然是依次軸向?qū)R疊加構(gòu)成，繞組之間的電氣連接很困難，電機結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝復雜，仍然不具有批產(chǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決現(xiàn)有疊加式軸向電機結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝復雜、經(jīng)濟性較差、生產(chǎn)成本極高或不具有批產(chǎn)性，及在徑向尺寸受限的情況下，軸向電機功率無法做大等問題。

為解決上述問題，提供一種交錯式磁鋼轉(zhuǎn)子組,包括始端轉(zhuǎn)子、末端轉(zhuǎn)子和設置在始端轉(zhuǎn)子與末端轉(zhuǎn)子之間的至少一個中間轉(zhuǎn)子,所述始端轉(zhuǎn)子包括背板和設在背板一面上的磁鋼,所述的末端轉(zhuǎn)子包括背板和設在背板一面上的磁鋼,所述的中間轉(zhuǎn)子包括背板和設在背板兩個面的磁鋼,所述的中間轉(zhuǎn)子兩面的磁鋼的磁體磁化方向在軸向上錯開一定角度α; 所述磁鋼的磁極以交替方式布置于背板上,并在裝配時自動與相鄰轉(zhuǎn)子中的磁鋼的相對磁極對準。

在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)子的背板為盤式結(jié)構(gòu)，主要有兩個主要平面，其中，對面的限制一般只是主要平面。

優(yōu)選的，包括始端轉(zhuǎn)子、第一中間轉(zhuǎn)子、第二中間轉(zhuǎn)子和末端轉(zhuǎn)子，始端轉(zhuǎn)子的磁鋼設在背板第二面上，始端轉(zhuǎn)子的磁鋼與第一中間轉(zhuǎn)子第一面的磁鋼磁極方向重疊且相反；第一中間轉(zhuǎn)子第一面上磁鋼磁極方向與第一中間轉(zhuǎn)子第二面的磁鋼磁極方向在軸向上錯開一定角度α；第一中間轉(zhuǎn)子第二面的磁鋼磁極方向與第二中間轉(zhuǎn)子第一面的磁鋼磁極方向重疊且相反；第二中間轉(zhuǎn)子第一面上磁鋼磁極方向與第二中間轉(zhuǎn)子第二面的磁鋼磁極方向在軸向上錯開一定角度α；末端轉(zhuǎn)子的磁鋼設在背板第一面上，第二中間轉(zhuǎn)子第二面的磁鋼磁極方向與末端轉(zhuǎn)子第一面的磁鋼磁極方向重疊且相反。

第一平面和第二平面分別指盤式背板的兩個主要平面，第一平面和第二平面主要為體現(xiàn)各轉(zhuǎn)子的第一平面是同一側(cè)的，同理，各轉(zhuǎn)子的第二平面也是同側(cè)的。

一種磁通永磁電機，包括定子組和轉(zhuǎn)子組，所述定子組包括設置在所述轉(zhuǎn)子組的相鄰轉(zhuǎn)子之間的繞組盤。

定子組包括多個繞組盤，繞組盤和轉(zhuǎn)子之間間隔排布。

優(yōu)選的，多個繞組盤上的繞組軸向重疊，相鄰繞組盤上的繞組進、出線位置沿周向錯開一定角度β。

沿周向錯開一定角度：即從軸向看過去，3個繞組盤共3對進出線，這3對在同一個圓周上錯開了一定角度

繞組盤可為一相繞組或三相繞組。

軸向重疊是指從軸向方向看，線圈是重疊的。也可以理解為角度是相同的。

優(yōu)選的，所述的多組繞線組的進、出線位置沿周向依次錯開一個線圈位置。

優(yōu)選的，每個繞組盤由六個線圈依次串聯(lián)組成。

一個線圈位置為相隔60°。一個繞組盤6個線圈，錯開一個線圈，即錯開60°

優(yōu)選的，包括四個轉(zhuǎn)子和三個繞組盤，所述繞組盤與轉(zhuǎn)子間隔分布，所述中間轉(zhuǎn)子的磁鋼磁極方向在軸向上錯開角度α=20°，相鄰繞組盤上繞組進、出線位置沿周向錯開的角度β=60°。

β=60°機械角，α=20°機械角；單個磁鋼盤共6極，每個極為60°機械角，要錯開1/3個磁極位置，即錯開20°機械角，由于機械角*極對數(shù)=電角度，所以磁極錯開20°×3=60°電角度。考慮到線圈錯開60°機械角，即錯開180°電角度，此時，線圈相對各自的磁極錯開180°-60°=120°電角度，正好符合3相繞組電氣連接各自錯開120角度的原理。上述解釋錯開如此角度，帶來的繞組滿足電氣連接原理，為滿足繞組電氣連接為120°電角度連接方式，所以要=60°機械角，α=20°機械角。

優(yōu)選的，還包括PCB板，所述PCB板上沿周向依次錯開一定角度焊接有每個繞組盤的進出線，所述PCB板上沿周向依次錯開一定角度設置多個位置傳感器。