[發明專利]一種定子勵磁型單極性軸向磁場無刷電機

在審

• 申請號: 202110047627.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112803692A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 耿偉偉;侯繼寧;王晶;朱婷;李強
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K29/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

本發明公開了一種定子勵磁型單極性軸向磁場無刷電機，涉及軸向磁場電機技術領域，包括機殼和轉軸，所述機殼內設置有轉子盤和兩個定子盤，兩個定子盤對稱設置在所述轉子盤的兩側，且所述轉子盤與各所述定子盤在軸向上均具有間隙，轉軸依次穿過一所述定子盤、所述轉子盤和另一所述定子盤，所述轉軸與所述轉子盤固定連接，所述轉軸與兩個所述定子盤轉動連接。本發明采用雙定子單轉子的形式，形成單極性，制造成本低，制作工藝簡單，維修方便，良品率高，且避免永磁電機故障情況下滅磁困難的缺陷；磁場調節范圍寬；采用軸向電機拓撲結構，軸向尺寸小，電機結構緊湊，占用空間小，易于在電動汽車等對空間要求高的場合集成。

技術領域

本發明涉及軸向磁場電機技術領域，特別是涉及一種定子勵磁型單極性軸向磁場無刷電機。

背景技術

能源和環境問題是目前世界可持續發展遇到的主要挑戰，逐漸引起各國關注，發展可再生能源的需求日益增長。目前發電機存在的故障率高、體積大、成本高的問題，制約了其發展。

專利CN200780049559.1提出一種多轉子多定子的軸向磁通永磁無鐵心復式發電機，其具有軸向長度短，功率密度高的優勢，但其永磁體用量高，制造工序、成本上身，故障滅磁難。公開號為CN201811403459.0的專利中，提出了一種三級式飛機混合勵磁應急發電機，由永磁副勵磁機、勵磁機、主發電機三級式結構組成，為避免碳刷滑環結構，采用交流勵磁機加旋轉整流器實現無刷化，但旋轉整流器故障率高，發生故障時將使電機無法獲得勵磁電流，導致無法輸出電能，導致這種混合勵磁無刷發電機容錯性差，可靠性不高，且結構復雜，電機體積大，制造成本高。公開號為CN201010122060.2的專利提出一種兩級式混合勵磁無刷同步電機，在三級式的基礎上，用一個外部直流源取代副勵磁機給勵磁機提供勵磁電流，形成兩級式無刷結構，這種結構同樣沒有規避三級式無刷發電機的缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種定子勵磁型單極性軸向磁場無刷電機，以解決上述現有技術存在的問題，具有成本低、磁場調節范圍寬、故障率低和穩定性強的優點。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種定子勵磁型單極性軸向磁場無刷電機，包括機殼和轉軸，所述機殼內設置有轉子盤和兩個定子盤，兩個定子盤對稱設置在所述轉子盤的兩側，且所述轉子盤與各所述定子盤在軸向上均具有間隙，所述轉軸依次穿過一所述定子盤、所述轉子盤和另一所述定子盤，所述轉軸與所述轉子盤固定連接，所述轉軸與兩個所述定子盤轉動連接。

優選的，各所述定子盤均通過軸承安裝在所述轉軸上，各所述定子盤均包括定子鐵心、電樞繞組、勵磁繞組和導磁圓盤，所述定子鐵心位于靠近所述轉子盤的一側并與所述轉子盤具有一定間隙，所述定子鐵心包括定子背軛和均勻設置在所述定子背軛一側的若干定子齒，所述電樞繞組嵌設在若干所述定子齒形成的凹槽中，兩個所述定子鐵心的凹槽相對設置，所述勵磁繞組位于所述定子鐵心與所述導磁圓盤之間的中空區域，兩個所述定子盤的所述導磁圓盤扣合形成中空的導磁環，所述轉子盤、所述定子鐵心、所述電樞繞組和所述勵磁繞組均位于所述導磁環中。

優選的，所述導磁圓盤的截面形狀為L形，所述導磁圓盤包括導磁端盤和導磁側環，所述導磁端盤的內徑與所述定子鐵心、所述電樞繞組的內徑相同，所述導磁側環的內徑大于所述定子鐵心和所述電樞繞組的外徑，所述導磁側環的軸向長度大于所述定子鐵心的軸向長度。

優選的，所述勵磁繞組為圓環狀，所述勵磁繞組安裝在所述定子鐵心的定子軛上，所述勵磁繞組位于所述定子鐵心和所述導磁側環之間，所述定子鐵心的背軛側與所述導磁端盤的內側接觸。

優選的，所述定子鐵心由硅鋼片卷繞而成或用導磁復合材料壓制成形。

優選的，所述轉子盤包括轉子支架，所述轉子支架固定套設在所述轉軸上，所述轉子支架上沿周向均勻開設有若干通孔，各所述通孔內分別設置有一鐵心極。

優選的，所述鐵心極采用卷繞成形、徑向疊壓成形、切向疊壓成形或整塊SMC材料制成。