[發(fā)明專利]非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010800086.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN111934506B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寇寶泉;黃昌闖;張浩泉;王碩;張赫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K16/00
• 分類號(hào): H02K16/00;H02K16/02;H02K3/28;H02K1/20;H02K3/24;H02K3/42;H02K9/19;H02K21/02;H02K1/2798
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

一種非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)絕緣特性差、轉(zhuǎn)子永磁體渦流損耗大的問題。它的兩個(gè)轉(zhuǎn)子位于定子軸向兩側(cè)，每個(gè)轉(zhuǎn)子與定子之間為氣隙；定子包括繞組基板和m相電樞繞組；繞組基板為圓環(huán)形；所述電樞繞組包括2jm個(gè)線圈組；繞組基板的軸向兩側(cè)分別粘貼固定jm個(gè)線圈組；每個(gè)線圈組包括k個(gè)線圈；繞組基板軸向兩側(cè)的線圈相對(duì)應(yīng)布置；每個(gè)線圈組的k個(gè)線圈屬于同一相，沿繞組基板圓周方向連續(xù)排列；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和多塊永磁體，多塊永磁體沿圓周方向N、S極依次交替固定在轉(zhuǎn)子鐵心的氣隙側(cè)。本發(fā)明可有效改善繞組的絕緣特性，降低電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)永磁體的渦流損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機(jī)和大力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具有峰值轉(zhuǎn)矩高、過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，轉(zhuǎn)矩/重量比大、效率高、功率因數(shù)高、低速運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低、軸向尺寸短、結(jié)構(gòu)緊湊以及可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)、高速離心機(jī)、電動(dòng)車輛、全電艦船、水下航行器等動(dòng)力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)，在慣性儲(chǔ)能電源、移動(dòng)平臺(tái)電源等場(chǎng)合具有良好的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有技術(shù)中的軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)的電樞繞組一般是將多相線圈繞制成型后，沿圓周方向?qū)⒏飨嗑€圈按照疊繞組或波繞組連接方式呈輻射狀排列。為了加強(qiáng)電樞繞組結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，采用環(huán)氧樹脂封裝整個(gè)電樞，固化后形成一個(gè)整體的電樞繞組盤。然而，這種定子無(wú)鐵心電樞繞組制造工藝性差，加工成型后維護(hù)困難。此外，電樞繞組完全封裝在導(dǎo)熱系數(shù)低的環(huán)氧樹脂里面，散熱性能差，在大功率場(chǎng)合散熱效果差的缺點(diǎn)表現(xiàn)的更為明顯。當(dāng)電樞繞組采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)諧波含量高，轉(zhuǎn)子永磁體渦流損耗大，電機(jī)的效率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)絕緣特性差、轉(zhuǎn)子永磁體渦流損耗大的問題，本發(fā)明提供一種非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)。

本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案：非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)，包括一個(gè)定子100和兩個(gè)轉(zhuǎn)子200，兩個(gè)轉(zhuǎn)子200位于定子100軸向兩側(cè)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子200機(jī)械上連接在一起，每個(gè)轉(zhuǎn)子200與定子之間為氣隙；

所述定子100包括繞組基板110和m相電樞繞組120，m為大于或者等于3的自然數(shù)；

所述繞組基板110為圓環(huán)形；所述電樞繞組120包括2jm個(gè)線圈組，j為正整數(shù)；繞組基板110的軸向兩側(cè)分別粘貼固定jm個(gè)線圈組；每個(gè)線圈組包括k個(gè)線圈，所述線圈為扇形；繞組基板110軸向兩側(cè)的線圈相對(duì)應(yīng)布置；每個(gè)線圈組的k個(gè)線圈屬于同一相，沿繞組基板110圓周方向連續(xù)排列，k為正整數(shù)；每個(gè)線圈所占的電角度為(km+1)180°/km；相鄰線圈組之間的間隔為180°/m電角度；當(dāng)k為偶數(shù)時(shí)，所有線圈組內(nèi)各線圈的繞向依次為正繞、反繞、正繞、反繞……；當(dāng)k為奇數(shù)時(shí)，奇數(shù)相線圈組內(nèi)各線圈的繞向依次是正繞、反繞、正繞、反繞……，偶數(shù)相線圈組內(nèi)各線圈的繞向依次是反繞、正繞、反繞、正繞……；

所述轉(zhuǎn)子200包括轉(zhuǎn)子鐵心210和多塊永磁體220，轉(zhuǎn)子鐵心210為圓環(huán)形，多塊永磁體220沿圓周方向N、S極依次交替固定在轉(zhuǎn)子鐵心210的氣隙側(cè)。

本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案：一種非重疊繞組軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)，包括一個(gè)定子100和兩個(gè)轉(zhuǎn)子200，兩個(gè)轉(zhuǎn)子200位于定子100軸向兩側(cè)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子200機(jī)械上連接在一起，每個(gè)轉(zhuǎn)子200與定子之間為氣隙；

所述定子100包括繞組基板110和m相電樞繞組120，m為大于或者等于3的自然數(shù)；