[发明专利]一种圆周均布模块的定子永磁型游标电机

说明书

技术领域

本发明涉及一类高功率密度的电动机或发电机，属于永磁电机领域，具体是永磁型游标电机。

背景技术

游标电机具有低速大转矩的特点，因此在很多场合如轨道交通、船舶推进、食品加工和电动汽车等领域具有较好的应用情景。目前，对永磁游标电机研究较多的是转子永磁型电机，转子永磁型电机的永磁体置于转子上，给电机的冷却带来一定的困难，而温度过高会影响电机的稳定运行，特别是当电机运行在过热情况下，电机温度急剧升高，当温度超过永磁体的居里温度时，则会导致永磁体永久性失磁，使得电机运行故障。定子永磁型电机将永磁体置于定子上，转子无绕组也无永磁体，结构简单，通过定子外壳腔体水冷能有效的降低绕组和永磁体的温升，提高电机功率密度。

传统游标电机的结构是将永磁体放置在定子齿端，槽口用非导磁材料的槽锲封装或者空置，由此造成电机在定子齿端、转子齿端及气隙中存在较为严重的漏磁，严重影响了电机的有效磁通接触面积，使得电机有效气隙磁密减小，导致绕组中感应的反电势大大降低，从而功率密度与同体积的转子永磁型电机相比有所不足，电机利用率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决原有定子永磁型游标电机中漏磁严重、气隙中磁密较小、定子绕组中反电势较小导致电机功率密度较低的问题，提出一种圆周均布模块的定子永磁型游标电机，能提高气隙磁通密度，增加反电动势，提高输出转矩和功率密度。

本发明采用的技术方案是：本发明包含内定子和外转子，内定子和外转子之间具有气隙，外转子具有转子齿和转子轭部，内定子的相邻两个定子铁芯之间形成定子槽，定子槽中放置绕组，在内定子的外圈上固定有若干个沿气隙圆周分布的单元模块，相邻两个单元模块的侧壁紧密贴合在一起，每个单元模块由尺寸相同的永磁体和导磁体组成，永磁体和导磁体的侧壁紧密贴合在一起，永磁体径向充磁；永磁体产生磁场分布的极对数p与单元模块的个数                                               和转子齿的个数满足。

每个所述单元模块中的导磁体均可以用另一个相同的永磁体替换，替换之后，同一单元模块中相同的两个永磁体充磁方向相反。

本发明采用上述技术方案后具有的优点是：

1、电机结构中采用带有永磁体的单元模块，通过各单元模块之间的相互配合，合理利用了气隙靠近定子侧的有限槽口空间，能有效地增加磁路中的磁密，有效提高绕组中的反电势，也提高电机输出转矩和功率密度，相应地减小体积。

2、本发明可以采用集中或是分布式绕组，如果不改变其他的条件，只改变绕组的连接方式，分布式绕组产生的反电动势要远远大于集中绕组。

3、本发明不但可以用作旋转电机，也同样适用于直线电机。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明所述圆周均布模块的定子永磁型游标电机的径向结构示意图；

图2为图1中外转子2的展开结构放大示意图；

图3为图1中单元模块300的布置示意图；

图4为图3中单个单元模块300的展开结构放大示意图；

图5为三相本发明所述圆周均布模块的定子永磁型游标电机与三相普通定子永磁型游标电机的绕组为集中绕组时反电势波形对比示意图。

图中：1.内定子；2.外转子；12.定子铁芯；14.定子槽；21.转子齿；22.转子轭部；19.开槽；31.永磁体；32.导磁体；300.单元模块。

具体实施方式

参照图1，本发明包含内定子1，外转子2，内定子1的中心有开槽19，用于安放转轴，内定子1和外转子2之间具有气隙，气隙的大小根据电机大小及要求设计。外转子2由转子铁芯开槽形成梯形槽构成，内定子1由定子开槽形成齿槽结构。在内定子1的外圈上固定有若干个沿气隙圆周分布的单元模块300，单元模块300靠近气隙一侧。内定子1的相邻两个定子铁芯12之间形成定子槽14，在定子槽14中放置绕组，绕组为集中或分布式绕组，定子槽14可以采用各种槽型，根据具体需要选取。