[發(fā)明專利]一種磁通反向爪極電機組件

在審

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• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109004777A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉成成;馬金光;汪友華
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/17;H02K1/22
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 張國榮

本發(fā)明公開一種磁通反向爪極電機組件，包括定子鐵芯、電樞繞組、磁化方向沿徑向向外的永磁體、磁化方向沿徑向向內(nèi)的永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯；所述定子鐵芯由定子軛前爪極和后爪極組成，電樞繞組位于爪極和定子軛部之間，定子鐵芯由軟磁復合材料構(gòu)成，具有三維磁路結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼疊成，具有高魯棒性并且制造更加容易；永磁體表貼在爪極下面，該電機具備了爪極電機和磁通反向電機的優(yōu)點，具有高功率密度，高效率，高魯棒性，抗干擾能力強并且由于高度模塊化的制造，使得該電機的成本較低。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電機技術(shù)領域，特別是涉及一種磁通反向爪極電機組件。

背景技術(shù)

過去一段時間內(nèi)，由于爪極電機具有三維磁通路徑的特性，很難由硅鋼片疊制而成，所以其應用并不廣泛，那時主要應用在低速大轉(zhuǎn)矩的直驅(qū)系統(tǒng)中。而隨著軟磁復合材料的發(fā)展，爪極電機的制造變得較為容易，制作成本不斷降低，運行可靠性得到提升。但是傳統(tǒng)的爪極電機漏磁較大，因此功率密度和效率都較低，具有一定的不足之處。

作為一種新型的導磁材料，軟磁復合材料與傳統(tǒng)的硅鋼片相比具有一定的優(yōu)點，例如其具有磁及熱的各向同性，高頻渦流損耗低，材料利用率高，尺寸精度高等優(yōu)點，因此該材料廣泛的用于具有三維磁路結(jié)構(gòu)的電機中。

磁通反向爪極電機是爪極電機與磁通反向電機的混合體，將永磁體放在定子爪極的表面，采用徑向充磁。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，定子繞組所交鏈的磁鏈發(fā)生雙極性變化。

文獻CN200910135921為典型的爪極交流發(fā)電機，該電機的定子及電樞繞組采用傳統(tǒng)三相交流電機的結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)子為采用鑄鐵制造的爪極磁芯和全局環(huán)形繞組的勵磁繞組，該電機具有結(jié)構(gòu)簡單的特點。然而由于采用了電勵磁和鑄鐵制造的爪極磁芯故其效率較低。隨著SMC材料的逐步發(fā)展，可采用SMC替換鑄鐵材料以降低電機的渦流損耗并提高電機的效率。文獻CN102570647A為一種混合勵磁的磁通反向電機，該磁通反向電機由于采用將永磁體安裝在電機的定子的方法，其轉(zhuǎn)子僅由硅鋼片組成；永磁體安裝在定子上易于形成強聚磁結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子僅由硅鋼片組成提高電機的魯棒性，但其定子鐵芯采用硅鋼片疊壓而成，使得電勵磁繞組安置困難，電機制造成本較高。本專利設計的了一種磁通反向爪極電機組件，兼具了爪極電機由于其采用三維磁通路徑，相比其他電機其轉(zhuǎn)矩密度更高，性能更好的優(yōu)點和磁通反向電機結(jié)構(gòu)簡單，機械強度好和高功率密度的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種磁通反向爪極電機組件，其組裝成的磁通反向爪極電機具備了爪極電機和磁通反向電機的優(yōu)點，具有高功率密度，高效率，高魯棒性，抗干擾能力強并且由于高度模塊化的制造，使得該電機的成本較低。

本發(fā)明的定子鐵芯由定子軛、前爪極和后爪極構(gòu)成，前爪極與后爪極相對排布且交錯設置，前后爪極極面厚度相等，電樞繞組為環(huán)形集中繞組并且位于爪極極面和定子軛部之間，永磁體表貼在爪極下表面，同一爪極面下永磁體充磁方向相反，相鄰爪極下的相鄰永磁體充磁方向相同。本爪極電機定子鐵芯由軟磁復合材料構(gòu)成，具有三維磁路結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼疊成，具有高魯棒性并且制造更加容易，本爪極電機同時具備傳統(tǒng)爪極電機和磁通反向電機的優(yōu)點，具有高效率，高功率密度的優(yōu)點。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設計一種磁通反向爪極電機組件，其特征在于，包括定子鐵芯、電樞繞組、磁化方向沿徑向向外的永磁體、磁化方向沿徑向向內(nèi)的永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯；所述定子鐵芯由定子軛、前爪極和后爪極構(gòu)成，前爪極和后爪極間隔、不連接的均布于定子軛的內(nèi)側(cè)，前爪極和后爪極的結(jié)構(gòu)相同且數(shù)量相同，為與定子軛軸向平行的面為弧面且在沿定子軛的徑向的面上設置有與其末端形狀一致的凸起的結(jié)構(gòu)，前爪極與后爪極上的凸起方向相反，且前爪極與后爪極在沿定子軛的徑向方向上的同一側(cè)的面位于同一平面上，前爪極與后爪極上的凸起與定子軛的內(nèi)表面之間構(gòu)成一個環(huán)形空隙；所述電樞繞組為環(huán)形集中繞組，設置于前爪極與后爪極上的凸起與定子軛的內(nèi)表面之間構(gòu)成的環(huán)形空隙內(nèi)；