[發明專利]一種混合定子極定子永磁電機

在審

• 申請號: 202110690963.9
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113517797A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 陽輝;劉楊陽;林鶴云;陳曉敏
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K21/44
• 分類號: H02K21/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種混合定子極定子永磁電機，包括定子、轉子、電樞繞組和不導磁轉軸，所述轉子圍繞所述不導磁轉軸外部設置，所述定子圍繞所述轉子外部設置，所述定子包括定子軛和若干位于定子軛內側且間隔設置的兩種不同結構的定子極，即第一定子極和第二定子極，所述第一定子極包括兩個鐵心齒和夾在兩個鐵心齒中間的第一永磁體，第一永磁體呈長條形，為切向充磁，所述第二定子極包括鐵心凸極和與鐵心凸極相鄰設置的第二永磁體，第二永磁體呈瓦片形，為徑向充磁，所述電樞繞組纏繞于所述第一定子極上。本發明結構簡單，魯棒性強，可以減少永磁用量，提升轉矩能力。

技術領域

本發明涉及永磁電機，尤其涉及一種混合定子極定子永磁電機。

背景技術

永磁電機按照永磁位置常可分為轉子永磁電機和定子永磁電機，其中以轉子永磁電機發展的更早且更成熟。近幾十年內，隨著永磁材料和電力電子技術的不斷發展，定子永磁電機展現出自身高魯棒性，高轉矩密度的特點，從而得到了科研人員的廣泛關注和研究。其中最為常見的三種定子永磁電機結構為雙凸極永磁電機，磁通切換電機和磁通反向電機。

傳統磁通切換電機利用了永磁體高磁能積的特點，又具有聚磁式的永磁排布，因而具有高功率密度，高效率的特點，但其永磁體整個貫穿定子鐵心，永磁體用量很大，這一結構一方面限制了定子槽面積，進而限制了最終的永磁轉矩，另一方面由于永磁體價格昂貴，通常在電機成本中占據顯著的地位，故其最終也造成了磁通切換電機成本較高，不利于其大規模的擴散和應用。

傳統磁通反向電機永磁體表貼于定子齒下端，結構簡單，安裝方便，轉矩密度較高，并且與傳統磁通切換電機相比，永磁用量很少，但其存在較大永磁極間漏磁，這就限制了其最終的轉矩輸出能力。采用交替極結構的磁通反向電機可以一定程度上減少永磁極間漏磁，以進一步提高轉矩輸出，并且使得永磁用量進一步減少。但交替極磁通反向永磁電機的轉矩輸出能力仍然比不上傳統磁通切換永磁電機。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種轉矩密度高、永磁用量少、永磁極間漏磁少的混合定子極定子永磁電機。

技術方案：本發明所述的混合定子極定子永磁電機，包括定子、轉子、電樞繞組和不導磁轉軸，所述轉子圍繞所述不導磁轉軸外部設置，所述定子圍繞所述轉子外部設置，所述定子包括定子軛和若干位于定子軛內側且間隔設置的第一定子極和第二定子極，所述第一定子極包括兩個鐵心齒和夾在兩個鐵心齒中間的第一永磁體，所述第二定子極包括鐵心凸極和與鐵心凸極相鄰設置的第二永磁體，所述電樞繞組纏繞于所述第一定子極上。

進一步的，所述第一定子極上的第一永磁體充磁方向為切向，且相鄰兩個第一定子極的第一永磁體充磁方向相反。

進一步的，所述第一定子極上的第一永磁體整體呈長條形。

進一步的，所述第二定子極上的第二永磁體充磁方向為徑向，且相鄰兩個第二定子極的第二永磁體充磁方向相反。

進一步的，所述第二定子極上的第二永磁體整體呈瓦片形。

進一步的，所述鐵心凸極和第二永磁體靠近轉子。

進一步的，相鄰的兩個第二定子極的鐵心凸極和第二永磁體的排布次序相反。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1、本發明將永磁體、電樞繞組都置于定子上，有利于永磁體和繞組的散熱、轉子與開關磁阻電機的凸極轉子相同，結構簡單、堅固、魯棒性強。

2、本發明與傳統磁通切換電機相比，定子槽面積增加，永磁用量顯著減少。

3、本發明采用了兩種不同定子極結構的混和，可以提高轉矩密度，減少永磁極間漏、提高永磁利用率，在家用電器，低速直驅等方面存在顯著的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的電機的截面圖；