一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，包括n段子電機(jī)，各段子電機(jī)沿軸向依次排列，每段子電機(jī)均包括定子和轉(zhuǎn)子；每段子電機(jī)的定子包括m個(gè)定子鐵芯單元和m個(gè)永磁體，相鄰定子鐵芯單元之間鑲嵌1個(gè)永磁體，m個(gè)永磁體均采用切向充磁，且相鄰永磁體的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)定子上的m個(gè)永磁體一一對(duì)應(yīng)，相互對(duì)應(yīng)的永磁體的周向位置相同且充磁方向相反；相鄰子電機(jī)之間通過軸向充磁的環(huán)形永磁體相連接，環(huán)形永磁體由m個(gè)永磁體單元沿周向排列組成，且相鄰永磁體單元的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿周向錯(cuò)開半個(gè)電周期角度。本發(fā)明專利技術(shù)克服傳統(tǒng)磁通切換永磁電機(jī)的缺陷，提高了磁通切換永磁電機(jī)的功率密度，減小電機(jī)的體積。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)
本專利技術(shù)屬于電機(jī)
，特別涉及了一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)。
技術(shù)介紹
磁通切換永磁電機(jī)的永磁磁鋼和電樞繞組都位于定子上，轉(zhuǎn)子上既無繞組也無永磁體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，易于散熱，而且有高功率密度、高效率、帶載能力強(qiáng)、可獲得高度正弦反電勢(shì)等特點(diǎn)，因而被認(rèn)為是最有可能替代轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)的一種結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有磁通切換永磁電機(jī)的永磁體為切向充磁，徑向嵌在定子齒中，電負(fù)荷和磁負(fù)荷相互制約。若想要提高磁負(fù)荷，相應(yīng)的電負(fù)荷就必然會(huì)降低，或者增大電機(jī)的體積。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述
技術(shù)介紹
提出的技術(shù)問題，本專利技術(shù)旨在提供一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，克服傳統(tǒng)磁通切換永磁電機(jī)的缺陷，采用“整機(jī)分段”思想，提高磁通切換永磁電機(jī)的功率密度，減小電機(jī)的體積。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，包括n段子電機(jī)，n≥2，各段子電機(jī)沿軸向依次排列，每段子電機(jī)均包括定子和轉(zhuǎn)子；每段子電機(jī)的定子包括m個(gè)定子鐵芯單元和m個(gè)永磁體，相鄰定子鐵芯單元之間鑲嵌1個(gè)永磁體，m個(gè)永磁體均采用切向充磁，且相鄰永磁體的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)定子上的m個(gè)永磁體一一對(duì)應(yīng)，相互對(duì)應(yīng)的永磁體的周向位置相同且充磁方向相反；相鄰子電機(jī)之間通過軸向充磁的環(huán)形永磁體相連接，所述環(huán)形永磁體由m個(gè)永磁體單元沿周向排列組成，且相鄰永磁體單元的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿周向錯(cuò)開半個(gè)電周期角度。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述n段子電機(jī)共用一套電樞繞組。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述電樞繞組采用集中式繞組。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，每段子電機(jī)的轉(zhuǎn)子表面均勻分布著若干個(gè)凸極，且轉(zhuǎn)子上沒有繞組和永磁體。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，轉(zhuǎn)子表面的凸極為直極或者斜極。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述n段子電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞同一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)軸采用非導(dǎo)磁材料制成。基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，定、轉(zhuǎn)子鐵芯采用導(dǎo)磁材料制成。采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：本專利技術(shù)針對(duì)定子永磁型電機(jī)特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過“整機(jī)分段”，且在相鄰段之間加入軸向充磁的永磁體，通過多個(gè)磁極的聚磁作用，進(jìn)一步提高磁通切換永磁電機(jī)的功率密度，減少電機(jī)的體積。附圖說明圖1是本實(shí)施例中段一電機(jī)的二維結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)施例中段二電機(jī)的二維結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)施例中軸向充磁的環(huán)形永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)施例的磁通切換永磁電機(jī)的三維結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以三相12/10極U型定子鐵芯磁通切換永磁電機(jī)為例，并分為兩段（n=2）來進(jìn)行說明。如圖1、圖2所示，該電機(jī)包含兩段定子(段一定子和段二定子)和兩段轉(zhuǎn)子(段一轉(zhuǎn)子和段二轉(zhuǎn)子)。每段定子包括12個(gè)U型鐵芯單元和12個(gè)切向充磁的永磁體。每段定子鐵芯是由橫截面為U型的12個(gè)鐵芯單元與夾在相鄰U型鐵芯單元之間的12個(gè)永磁體拼裝而成，這些永磁體均切向充磁，且相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相反。段一定子和段二定子相同周向位置上的永磁體充磁方向相反。段一定子和段二定子之間加入軸向充磁的環(huán)形永磁體。如圖3所示，軸向充磁的環(huán)形永磁體由12個(gè)永磁體單元沿周向排列而成，且相鄰的永磁體單元的充磁方向相反。段一定子、段二定子和其間軸向充磁的環(huán)形永磁體組合成整機(jī)定子，由3個(gè)永磁磁極共同提供氣隙磁場(chǎng)，具有聚磁作用。段一定子和段二定子上共用一套電樞繞組，即電樞繞組置于整機(jī)定子上。3相電樞繞組采用對(duì)稱集中式繞組線圈，均勻分布在定子極上，每個(gè)集中式電樞線圈橫跨在由相鄰兩個(gè)U型鐵芯單元和中間所夾永磁體所組成的定子極的兩側(cè)的槽中。A相電樞繞組由A1、A2、A3、A4線圈串聯(lián)組合而成；B相和C相電樞繞組依次類推。段一轉(zhuǎn)子和段二轉(zhuǎn)子同軸安裝，轉(zhuǎn)軸采用非導(dǎo)磁材料，且段一轉(zhuǎn)子和段二轉(zhuǎn)子周向錯(cuò)開電機(jī)的半個(gè)電周期角度。本實(shí)施方案轉(zhuǎn)子極數(shù)為10極，所以周向錯(cuò)開18度。圖4為磁通切換永磁電機(jī)的三維結(jié)構(gòu)示意圖（箭頭為充磁方向）。兩段子電機(jī)的轉(zhuǎn)子表面均勻分布著若干個(gè)凸極，且轉(zhuǎn)子上沒有繞組和永磁體，凸極可以為直極，也可以為斜極。本專利技術(shù)設(shè)計(jì)的高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，既可以做電動(dòng)運(yùn)行，又可以做發(fā)電運(yùn)行。電機(jī)可以多段疊加，采用更多的軸向充磁永磁體來增強(qiáng)磁場(chǎng)，提高電機(jī)的功率密度。實(shí)施例僅為說明本專利技術(shù)的技術(shù)思想，不能以此限定本專利技術(shù)的保護(hù)范圍，凡是按照本專利技術(shù)提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本專利技術(shù)保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，其特征在于：包括n段子電機(jī)，n≥2，各段子電機(jī)沿軸向依次排列，每段子電機(jī)均包括定子和轉(zhuǎn)子；每段子電機(jī)的定子包括m個(gè)定子鐵芯單元和m個(gè)永磁體，相鄰定子鐵芯單元之間鑲嵌1個(gè)永磁體，m個(gè)永磁體均采用切向充磁，且相鄰永磁體的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)定子上的m個(gè)永磁體一一對(duì)應(yīng)，相互對(duì)應(yīng)的永磁體的周向位置相同且充磁方向相反；相鄰子電機(jī)之間通過軸向充磁的環(huán)形永磁體相連接，所述環(huán)形永磁體由m個(gè)永磁體單元沿周向排列組成，且相鄰永磁體單元的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿周向錯(cuò)開半個(gè)電周期角度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，其特征在于：包括n段子電機(jī)，n≥2，各段子電機(jī)沿軸向依次排列，每段子電機(jī)均包括定子和轉(zhuǎn)子；每段子電機(jī)的定子包括m個(gè)定子鐵芯單元和m個(gè)永磁體，相鄰定子鐵芯單元之間鑲嵌1個(gè)永磁體，m個(gè)永磁體均采用切向充磁，且相鄰永磁體的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)定子上的m個(gè)永磁體一一對(duì)應(yīng)，相互對(duì)應(yīng)的永磁體的周向位置相同且充磁方向相反；相鄰子電機(jī)之間通過軸向充磁的環(huán)形永磁體相連接，所述環(huán)形永磁體由m個(gè)永磁體單元沿周向排列組成，且相鄰永磁體單元的充磁方向相反；相鄰子電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿周向錯(cuò)開半個(gè)電周期角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高功率密度的磁通切換永磁電機(jī)，其特征在于：所述n段子電機(jī)共用一套電樞繞組。3....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李健，王凱，孫海陽，陳曦，談嘉瑩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32