[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)速比恒定雙轉(zhuǎn)子軸向磁通環(huán)形繞組永磁電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910127785.1
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109951036A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程志平;靳富麗;司紀凱;李忠文;高金峰;李應(yīng)生;董亮輝;高彩霞;封海潮
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué);鄭州潤華智能設(shè)備有限公司;河南理工大學(xué)
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/27;H02K1/16;H02K3/24
• 代理公司: 焦作市科彤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41133
• 代理人: 秦貞明

本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)速比恒定雙轉(zhuǎn)子軸向磁通環(huán)形繞組永磁電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子繞組元件、定子軸和盤式環(huán)形的定子鐵芯；所述轉(zhuǎn)子包括設(shè)置于定子兩側(cè)的左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子；所述左轉(zhuǎn)子、右轉(zhuǎn)子和定子同定子軸安裝，所述左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子之間分別設(shè)有獨立的氣隙；所述左轉(zhuǎn)子或右轉(zhuǎn)子均包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，永磁體周向均布于鐵芯面向定子的端面上且相鄰的永磁體磁極相反；定子鐵芯雙面開設(shè)有不同比例數(shù)量的定子槽；所述左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子的極數(shù)比為k₁：k₂，有益效果為：實現(xiàn)左、右轉(zhuǎn)子的固定速度比，無需其他控制裝置去調(diào)控速度比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)速比恒定雙轉(zhuǎn)子軸向磁通環(huán)形繞組永磁電機，屬于永磁電機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電機作為現(xiàn)代社會最重要的電氣設(shè)備之一,承擔(dān)著把機械能轉(zhuǎn)換到電能的重要作用,在國民經(jīng)濟的各個方面得到了廣泛的應(yīng)用,是現(xiàn)代社會必不可少的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。軸向磁通電機以其結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)矩密度大，軸向長度短等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。

近年來出現(xiàn)了一些雙轉(zhuǎn)子盤式永磁電機結(jié)構(gòu)，采用環(huán)形繞組，提高了繞組裝配強度。但這些電機的左、右轉(zhuǎn)子的極數(shù)相數(shù)均相同，只能應(yīng)用于同速同向轉(zhuǎn)動的情況。在不同負載需要以恒定速度比運轉(zhuǎn)時，一部分采用齒輪箱來實現(xiàn)速度比的恒定。也出現(xiàn)了使用兩套繞組元件的雙轉(zhuǎn)子盤式永磁電機，兩個轉(zhuǎn)子的速度比要依靠電力電子元件控制電樞電流來實現(xiàn)。該電機依靠控制手段來實現(xiàn)恒定速度比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，速度比不穩(wěn)定。綜上，采用齒輪雖能在機械上保證轉(zhuǎn)速比的恒定，但容易出現(xiàn)故障，檢修成本高。若采用兩套繞組元件實現(xiàn)左、右轉(zhuǎn)子的不同速運轉(zhuǎn)，材料成本高，轉(zhuǎn)速的控制依賴于對兩套繞組電樞電流的精確控制，左、右轉(zhuǎn)子速度比存在波動。控制元器件的增加，使得成本增高，故障率增高，穩(wěn)定性降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)速比恒定雙轉(zhuǎn)子軸向磁通環(huán)形繞組永磁電機。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種轉(zhuǎn)速比恒定雙轉(zhuǎn)子軸向磁 通環(huán)形繞組永磁電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子繞組元件、定子軸 和盤式環(huán)形的定子鐵芯；所述轉(zhuǎn)子包括設(shè)置于定子兩側(cè)的左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子；所 述左轉(zhuǎn)子、右轉(zhuǎn)子和定子同定子軸安裝，所述左轉(zhuǎn)子和右轉(zhuǎn)子與定子之間分別 設(shè)有獨立的氣隙；所述左轉(zhuǎn)子或右轉(zhuǎn)子均包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，永磁體周向 均布于鐵芯面向定子的端面上且相鄰的永磁體磁極相反；定子鐵芯雙面開設(shè)有 不同比例數(shù)量的定子槽；所述定子繞組元件為環(huán)形繞組，包括線圈；所述左轉(zhuǎn) 子和右轉(zhuǎn)子的極數(shù)比為k₁：k₂，定子鐵芯的左側(cè)設(shè)有k₁Z個定子槽，右側(cè)設(shè)有k₂Z 個定子槽；在定子鐵芯的左側(cè)同一相的K₁Z個定子槽內(nèi)的線圈平均纏繞在所述定 子鐵芯右側(cè)定子槽相同相的K₂Z個定子槽內(nèi)；其中k1、k2、Z為正整數(shù)，且為 整數(shù)，q為定子兩側(cè)繞組的每極每相槽數(shù)，m為電機相數(shù)。

優(yōu)選的，所述永磁體表貼于鐵芯端面上或內(nèi)嵌于鐵芯端面上設(shè)置的槽內(nèi)。優(yōu)選的，所述永磁體為扇環(huán)形且與轉(zhuǎn)子鐵芯同心。

具體應(yīng)用的時候，定子鐵芯的定子槽可采用直槽或斜槽的槽型，采用開口槽、半閉口槽或閉口槽。永磁體材料采用汝鐵硼永磁材。

本申請的工作原理為：定子鐵芯為雙面開不同比例數(shù)量定子槽的盤式環(huán)形 鐵芯，左右面的槽數(shù)根據(jù)左、右轉(zhuǎn)子的速度比需求設(shè)計為不同的槽數(shù)，左面槽 數(shù)為k₁Z，右面槽數(shù)為k₂Z(k₁、k₂為正整數(shù)；m為電機相數(shù)；定子左右兩側(cè)繞組 具有相同的每極每相槽數(shù)q；Z為能被m和q整除的正整數(shù))。根據(jù)(Q為 電機定子槽數(shù))，左、右轉(zhuǎn)子極數(shù)比為k₁：k₂。根據(jù)(n為轉(zhuǎn)速，f為頻率、 p為極對數(shù))，左、右轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比為k₁：k₂，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速比恒定。