[發明專利]一種外轉子磁通切換永磁電機

在審

• 申請號: 201711192559.9
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN109842220A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 譚強;李立毅;王明義;黃旭珍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/17;H02K1/24
• 代理公司: 北京旭路知識產權代理有限公司 11567
• 代理人: 董媛

本發明提供一種外轉子磁通切換永磁電機，屬電機技術領域，目的是本發明為解決現有磁通切換永磁電機定子離散化的問題，同時進一步提高磁通切換電機的功率密度和降低電機的制造成本。本發明包括定子、轉子、定轉子間氣隙。所述定子包括轉軸、導磁鐵芯、永磁體和電樞繞組。環繞轉軸設置的導磁鐵芯由背軛、長齒和短齒構成，形成2m個槽(m為正整數)。m塊永磁體表貼在定子鐵芯短齒上，永磁體的極性按照N?S?N?S交替排列。集中繞組繞制在定子鐵芯長齒上。轉子由具有凸極結構的導磁鐵心及間隙組成。此電機的定子為整體結構，增加了可靠性，轉子采用離散結構，降低了重量，通過定轉子的合理設計，提高了永磁體利用率。

技術領域

本發明屬電機領域，特別涉及到一種外轉子磁通切換永磁電機。

背景技術

磁通切換永磁電機的定轉子均為凸極結構。永磁體和額繞組均位于定子，永磁體不會產生不可逆退磁。轉子結構與開關磁阻電機轉子結構類似，僅由鐵芯構成，機械強度高。每相永磁磁鏈為雙極性，且磁鏈和反電勢波形都接近正弦分布。因此，磁通切換永磁電機具有功率密度高、轉矩密度高、結構簡單、易維護、可靠性高等優點。然而，傳統的磁通切換永磁電機定子為離散結構，同時轉子軛部鐵芯所占比重過大，導致材料的浪費和成本的提高，限制了電機的應用。

為了進一步提高磁通切換電機的功率密度和降低電機的制造成本，同時改善定子離散化的結構，本發明提出了一種新型外轉子磁通切換永磁電機。

發明內容

本發明為解決現有磁通切換永磁電機定子離散化的問題，同時進一步提高磁通切換電機的功率密度和降低電機的制造成本，提出一種外轉子磁通切換永磁電機。

本發明的具體技術方案如下：

外轉子磁通切換永磁直線電機，包括定子和轉子，定子和轉子之間具有氣隙(8)。所述定子包括轉軸(9)、導磁鐵芯(2、3、4)、永磁體(5)和電樞繞組(1)。環繞轉軸(9)設置的導磁鐵芯由背軛(4)、長齒(3)和短齒(2)構成，形成2m個槽(m為正整數)。m塊永磁體(5)表貼在定子鐵芯短齒(2)上，永磁體(5)沿徑向充磁，按照N-S-N-S交替排列。定子鐵芯齒上(2、3)設置有極靴，有利于減小漏磁，同時使永磁體粘貼工藝簡單。集中繞組(1)繞制在定子鐵芯長齒(3)上。與同一永磁體(5)相鄰的兩個槽，其相位是相同的。因此在電勢矢量星型圖中，可以將與同一永磁體(5)相鄰的兩個槽等效為一個槽，在該槽中設置雙層繞組。

轉子由具有凸極結構的導磁鐵心(6)及間隙(7)組成，導磁鐵芯與間隙的總弧長為極距τ。轉子導磁鐵芯(6)間的間隙(7)可以為氣隙，也可以為非導磁連接件。

定子槽數Ns和轉子導磁鐵芯數Nr滿足如下關系：

式中，m為電機的相數，k為自然數。

本發明的優點是：

本發明與現有磁通切換永磁電機相比，主要技術特點是：

定子為一體化結構，避免了離散化機構，結構簡單可靠。

轉子為離散化鐵芯結構，降低了電機重量和加工成本。

通過定轉子的合理設計，提高了永磁體利用率，減少了永磁體用量，進一步降低了電機的加工制造成本。

附圖說明

圖1時本發明的實施例一結構示意圖。

圖2是現有技術外轉子磁通切換永磁電機結構示意圖。

圖3是本發明的實施例一中A相繞組匝鏈磁鏈達到正向位置示意圖。

圖4是本發明的實施例一中A相繞組匝鏈磁鏈達到反向位置示意圖。