[發明專利]一種永磁定子模塊化電機

有效

• 申請號: 201911269665.1
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110912298B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 史立偉;陶學恒;卞玉康;丁富康;呂炳昌
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02K1/17
• 分類號: H02K1/17;H02K1/14;H02K1/18;H02K1/24;H02K15/03
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種永磁定子模塊化電機，由定子鐵心、定子繞組、轉子鐵心、永磁體、電機軸和機殼組成，轉子鐵心的沖片上均布有6個轉子極，定子鐵心分為4個扇形定子模塊，周向均布在機殼的內壁上，每個定子鐵心上布置一個切向充磁的矩形永磁體；定子鐵心和轉子鐵心沖壓時，轉子極能夠沿徑向伸入到定子鐵心的矩形定子槽內，沖壓后可同時得到轉子鐵心沖片和定子鐵心沖片。與現有雙凸極電機及其制造工藝相比，本發明沖壓出定子鐵心和轉子鐵心嵌套的沖板，消除了定子極間凹槽部位的板材的浪費，提高了板材的利用率，降低了成本，同時還減輕了電機的質量。

技術領域

本發明涉及一種永磁定子模塊化電機，屬于特種電機技術領域。

背景技術

雙凸極電機是一種新型無刷直流電機，按勵磁方式分主要有永磁、電勵磁、混合勵磁雙凸極電機等。近年來，定子極和轉子極均為凸極結構的雙凸極電機獲得了廣泛研究，雙凸極電機根據有無永磁體可分為雙凸極永磁同步電機和開關磁阻電機，雙凸極永磁同步電機和開關磁阻電機相比，僅僅在定子上增加了永磁體，從而能夠獲得更高的輸出轉矩；

由于永磁雙凸極電機中電樞反應磁鏈遠小于永磁磁璉，對合成磁鏈影響不大，而開關磁阻電機只有電樞反應磁鏈，它的大小主要由電流決定，故永磁雙凸極電機的繞組電流可以遠小于開關磁阻電機的繞組電流，因而永磁雙凸極電機的發熱和噪聲遠小于開關磁阻電機。

永磁定子模塊化電機就是基于永磁雙凸極電機進行的結構創新。永磁雙凸極電機的基本結構與開關磁阻電機類似，其定、轉子均為凸極齒槽結構，定子和轉子鐵芯由硅鋼片疊壓而成，定子上裝有集中繞組，空間相對的兩個定子齒上的繞組串聯構成一相，轉子無繞組。但它在轉子或定子上放有永磁體，從而使運行原理和控制策略與開關磁阻電機有本質區別，按永磁體安放位置不同，又可分為定子永磁型和轉子永磁型。

永磁雙凸極電機是在開關磁阻電機和永磁電機的基礎上發展起來的，同時吸收了兩種電機的優勢，降低了諸如驅動控制復雜、成本昂貴、利用率低、噪聲大等問題，具有功率密度高、成本低出功大等優點，適合高速運行和惡劣的工作環境；永磁雙凸極電機的繞組電流可以遠小于開關磁阻電機的繞組電流, 因而其發熱和噪聲遠小于開關磁阻電機，是電工學科近年來繼開關磁阻電機之后又一全新的研究方向。

現在，雙凸極類電機定子沖片為圓形，使用條形鋼板沖壓后廢角料很大，浪費材料嚴重。因此很有必要提出一種廢角料極少的定子沖片結構。

專利201721411766 .4中在保證定子有效磁路面積最大化以及定子強度的同時，盡可能縮小定子軛部的徑向寬度，以此達到節省材料的效果，但省掉的材料未能得到再次利用。

專利201610420762 .6中定子由若干個獨立A型鐵芯單獨制造，最大限度地減少了材料浪費和制造成本。該專利僅僅減少了邊角料處板材的浪費，降低了成本，但未能做到沖片的充分利用。

現有的定轉子沖片設計工藝不能從根本上充分利用沖片材料，因此很有必要提出一種新型的沖片設計方案，以實現沖壓時板材的充分利用。

發明內容

本發明的目的是提出一種永磁定子模塊化電機，在保證電機功能的同時，最大程度上提高鐵心的利用率，節約硅鋼板的使用量。

上述目的是通過如下技術方案實現的：

一種永磁定子模塊化電機，包括定子鐵心、定子繞組、轉子鐵心、永磁體、電機軸和機殼，其特征在于：所述一種永磁定子模塊化電機的轉子鐵心的沖片上均布有6個轉子極，定子鐵心分為4個扇形定子模塊，每個定子鐵心上布置一個矩形永磁體，4個定子鐵心周向均布在機殼的內部，相鄰的兩個定子鐵心之間由不能導磁的機殼連接；4個定子鐵心安裝后，8個定子極均勻分布在轉子極的外側；

每一個定子鐵心上有兩個矩形定子槽，兩個矩形定子槽在定子鐵心上對稱分布，矩形定子槽的寬度等于一個轉子極的寬度，矩形定子槽底部為圓弧狀，轉子極頂部同樣是圓弧狀，圓弧的內徑不超過定子槽底部圓弧的外徑；