[发明专利]磁场调制式横向磁通多相永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向磁通多相永磁电机。

背景技术

传统的多相永磁同步电机的结构如图1所示。该种结构的永磁同步电机的电枢绕组为分布绕组，组成绕组所需要线圈的数量多，绕组的各相绕组端部相互交叉，绕组端部长，铜耗大；绕组绝缘复杂，制造成本高。由于相与相之间都存在磁耦合，这一方面会因互感的存在影响电流的控制精度；另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较长而使定子铁耗较大，从而限制了电机效率的进一步提高。同时，由于该电机只利用了转子永磁体磁场与定子电流相互作用产生的电磁转矩，电机的转矩密度较低，制约了电机应用领域的进一步拓宽。

发明内容

本发明为了解决现有多相永磁同步电机存在的可靠性低，损耗大，转矩密度低及结构复杂的问题，而提出的磁场调制式横向磁通多相永磁电机。

磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间留有气隙；

定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m≥3；

所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈组成；所述单元电枢铁芯由n个定子铁芯齿组成；n为正整数；所述定子铁芯齿由第一定子铁芯齿段、第二定子铁芯齿段和第三定子铁芯齿段构成，所述三个定子铁芯齿段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一定子铁芯齿段和第三定子铁芯齿段之间的第二定子铁芯齿段的内径大于第一定子铁芯齿段的内径和第三定子铁芯齿段的内径；所述第一定子铁芯齿段与第三定子铁芯齿段的内径相同；所述三个定子铁芯齿段的中心轴线位于同一轴线上；所述电枢线圈采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一定子铁芯齿段、第二定子铁芯齿段和第三定子铁芯齿段之间形成的环形空间内；

所述机壳采用圆筒形机壳；所述机壳的内表面沿轴向开设有多个机壳齿槽，所述机壳齿槽的数量与定子铁芯齿的数量相同；所述各定子铁芯齿沿机壳的圆周方向嵌放在机壳齿槽内；所述定子铁芯齿的径向高度大于或等于机壳齿槽的径向深度；

所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内，所述每个相电枢单元沿圆周方向依次错开360°/m电角度；

所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体组成；所述k为偶数；

所述转子铁芯由第一转子铁芯段、第二转子铁芯段和第三转子铁芯段构成；

所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段和第三转子铁芯段之间的第二转子铁芯段的外径小于第一转子铁芯段的外径和第三转子铁芯段的外径；所述第一转子铁芯段与第三转子铁芯段的外径相同；所述三个转子铁芯段的中心轴线位于同一轴线上；

所述第一转子铁芯段的厚度与第一定子铁芯齿段的厚度相同；所述第二转子铁芯段的厚度与第二定子铁芯段的厚度相同；所述第三转子铁芯段的厚度与第三定子铁芯齿段的厚度相同；所述每个转子铁芯中的第一转子铁芯段至第三转子铁芯段分别沿轴向对应一个定子铁芯齿中的第一定子铁芯段至第三定子铁芯段；

所述第一转子铁芯段和第三转子铁芯段的外圆周表面分别沿轴向开设有数量为k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第一转子铁芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第三转子铁芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段上的转子永磁体槽与设置在第三转子铁芯段上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子齿距；所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形永磁体；所述转子永磁体径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极。

磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间留有气隙；

定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m≥3；所述机壳采用圆筒形机壳；

所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈组成；