[發(fā)明專利]多層小繞組三維永磁電機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811436339.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109412371A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳平;鄧濤;唐鵬;張露;蘇振華
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K1/27;H02K3/04;H02K1/32;H02K9/06
• 代理公司: 重慶謝成律師事務(wù)所 50224
• 代理人: 謝殿武

本發(fā)明涉及一種多層小繞組三維永磁電機(jī)，包括軸向多層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子包括多層同軸設(shè)置的盤式結(jié)構(gòu)的子轉(zhuǎn)子層，相鄰兩個子轉(zhuǎn)子層間隔設(shè)置；定子同為多層盤式結(jié)構(gòu)且與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，定子與轉(zhuǎn)子交錯設(shè)置，形成立體結(jié)構(gòu)，磁感線沿軸線方向陣列布局。本發(fā)明增加了磁極數(shù)和空間有效磁場體積，同時增加了繞組匝數(shù)，形成的電機(jī)具有重量輕、散熱性能好、轉(zhuǎn)矩品質(zhì)高、功重比高的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及多層小繞組三維永磁電機(jī)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的盤式永磁同步電機(jī)因軸向尺寸短、重量輕、運(yùn)行效率高、動態(tài)性能優(yōu)異等特點(diǎn)成為一種較為理想的驅(qū)動裝置。為了進(jìn)一步提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩以適用于大轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動裝置，將電機(jī)制成多層定子、多層轉(zhuǎn)子的立體結(jié)構(gòu)，所以一般采用多盤式立體結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中，定子內(nèi)線圈的電流流動以及機(jī)械摩擦產(chǎn)生大量的熱量。為了提高盤式電機(jī)定子的散熱能力，目前普遍采用導(dǎo)熱性能良好的材料作為定子，同時配備散熱風(fēng)扇或者空-水冷卻器對電機(jī)進(jìn)行冷卻。但都存在體積較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、安裝和維修不方便等缺點(diǎn)，同時對電機(jī)內(nèi)部永磁體材料的散熱效果不是很理想。

因此，需要一種重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性能好、轉(zhuǎn)矩品質(zhì)好和功重比更高的新型永磁電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性能好、轉(zhuǎn)矩品質(zhì)好和功重比更高的多層小繞組三維永磁電機(jī)。

本發(fā)明提供的多層小繞組三維永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于：

所述轉(zhuǎn)子包括多個同軸設(shè)置的盤式結(jié)構(gòu)的子轉(zhuǎn)子，相鄰兩個子轉(zhuǎn)子之間具有間隙；

所述定子為盤式結(jié)構(gòu)且與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，所述定子嵌入于所述子轉(zhuǎn)子之間的間隙。

進(jìn)一步，所述子轉(zhuǎn)子包括盤式結(jié)構(gòu)的磁鋼安裝座和固定在磁鋼安裝座兩側(cè)的磁鋼片，所述磁鋼安裝座固定設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上。

進(jìn)一步，所述磁鋼片沿磁鋼安裝座徑向多層排布,每一層磁鋼片為多個且沿磁鋼安裝座的圓周方向環(huán)形陣列排布。

進(jìn)一步，各層磁鋼片的數(shù)量和位置相同且沿磁鋼安裝座徑向向外磁鋼片的面積逐漸增大，相鄰磁鋼片正負(fù)交錯排布。

進(jìn)一步，磁鋼安裝座上設(shè)置有磁鋼片安裝孔，所述磁鋼片安裝孔與一組磁鋼片一一對應(yīng)。

進(jìn)一步，所述定子包括盤式結(jié)構(gòu)的鐵芯安裝座、固定在鐵芯安裝座的圓柱形鐵芯和繞制在鐵芯上的繞組，所述鐵芯安裝座外側(cè)與機(jī)殼固定連接，鐵芯安裝座圓心處設(shè)置有直徑大于所述轉(zhuǎn)軸直徑的圓形孔Ⅱ。

進(jìn)一步，鐵芯沿鐵芯安裝座徑向多層排布，每一層鐵芯為多個且沿鐵芯安裝座圓周方向環(huán)形陣列排布。

進(jìn)一步，各層鐵芯的數(shù)量相同且沿鐵芯安裝座徑向向外鐵芯的面積逐漸增大，相鄰兩層鐵芯位置交錯排布。

進(jìn)一步，鐵芯安裝座上設(shè)置有鐵芯安裝孔，所述鐵芯安裝孔與鐵芯一一對應(yīng)。

進(jìn)一步，所述磁鋼安裝座和鐵芯安裝座均設(shè)置有散熱通孔。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的多層小繞組三維永磁電機(jī)相較于現(xiàn)有多盤式永磁電機(jī)具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性能好、轉(zhuǎn)矩品質(zhì)好和功重比更高的有益效果。

其一：本發(fā)明多層小繞組三維永磁電機(jī)，每一層定子均采用多個圓形線圈繞組環(huán)形排列并嵌入于所述子轉(zhuǎn)子之間的間隙，提高了電機(jī)內(nèi)部的空間利用率。相較輸出同樣功率的多盤式電機(jī)的體積更小，提高了電機(jī)功率密度，解決了盤式電機(jī)功率密度較低的缺陷。

其二：本發(fā)明多層小繞組三維永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子均采用輕質(zhì)材料，輸出轉(zhuǎn)軸在非輸出端采用中空的結(jié)構(gòu)，在滿足工作要求的情況下，減輕了電機(jī)重量，功重比更高。