[发明专利]一种磁场增强型的交替极永磁电机

说明书

本发明公开了一种磁场增强型的交替极永磁电机，包括n段转子，n段转子依次沿转子轴向相接，且相邻两段转子之间设有轴向充磁的环形永磁体，相邻环形永磁体的充磁方向相反；n段转子的结构相同，每段转子的表面均匀设有多个凸极，相邻凸极之间的凹槽内镶嵌有永磁体，在转子表面形成凸极与永磁体交替排列结构；相邻两段转子表面的永磁体沿周向偏移半个电周期角度；同段转子表面上的各永磁体的充磁方向相同，相邻段转子表面上的永磁体的充磁方向相反；每段转子内侧与转轴之间均设有一个空心圆柱形的永磁体，且相邻两段转子内侧的永磁体的充磁方向相反。本发明克服了传统表贴式永磁电机的缺陷，节约了永磁材料的生产成本，增强了输出转矩能力。

技术领域

本发明属于电机结构技术领域，特别涉及了一种磁场增强型的交替极永磁电机。

背景技术

近些年，由于永磁电机具有高转矩密度、高效率，被广泛应用于家电、电动汽车、风力发电和航空航天等场合。

传统的表贴式永磁电机，其结构如图1所示。转子表面完全由永磁体覆盖，而永磁体所采用的材料是价格高昂的稀土永磁材料，因此表贴式永磁电机的生产成本较高。

另外，转子的离心力可能会使表贴式永磁体脱落，为了避免造成不可挽回的损坏，需在永磁体外添加不导磁的保护套，这样不仅增加了成本，而且使得定转子间的等效气隙变大，从而降低了输出转矩能力。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明在提供一种磁场增强型的交替极永磁电机，克服了传统表贴式永磁电机的缺陷，节约了永磁材料的使用成本，

增强输出转矩能力。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种磁场增强型的交替极永磁电机，包括n段转子，n为大于等于2的整数；n段转子依次沿转子轴向相接，且相邻两段转子之间设有轴向充磁的环形永磁体，相邻环形永磁体的充磁方向相反；n段转子的结构相同，每段转子的表面均匀设有多个凸极，相邻凸极之间的凹槽内镶嵌有永磁体，在转子表面形成凸极与永磁体交替排列结构；相邻两段转子表面的永磁体沿周向偏移半个电周期角度；同段转子表面上的各永磁体的充磁方向相同，相邻段转子表面上的永磁体的充磁方向相反；每段转子内侧与转轴之间均设有一个空心圆柱形的永磁体，且相邻两段转子内侧的永磁体的充磁方向相反。

基于上述技术方案的优选方案，各段转子表面和内侧的永磁体的充磁方式为径向充磁、平行充磁或Halbach阵列充磁。

基于上述技术方案的优选方案，各段转子表面的永磁体、各段转子内侧的永磁体以及相邻两段转子之间的环形永磁体的种类不相同。

基于上述技术方案的优选方案，每段转子表面永磁体的形状与相邻凸极之间凹槽的形状相配合，使永磁体的各个面与凹槽的各个面紧密接触，永磁体的上表面和凸极的上表面均为弧面，且永磁体上表面的弧度与凸极上表面的弧度相同，所有凸极上表面与永磁体上表面构成一完整的圆柱面。

基于上述技术方案的优选方案，在每段转子表面的永磁体的外侧设置保护套。

基于上述技术方案的优选方案，所述交替极永磁电机的定子铁芯和转子铁芯均由导磁材料制成。

基于上述技术方案的优选方案，所述交替极永磁电机能够进行电动运行和发电运行。

基于上述技术方案的优选方案，所述交替极永磁电机能够作为内转子电机和外转子电机。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明采用转子凸极与永磁体交替排列的结构，与传统的表贴式永磁电机相比，减少了转子表面永磁体的数量，从而降低了生产成本。