[发明专利]一种新型盘式异步电动机

说明书

本发明公开一种新型盘式异步电动机的设计方法，该方法是针对盘式异步电动机的特殊性，包括盘式异步电机的磁路、盘式异步电机磁路的分环以及盘式异步电机定子铁耗的分环，对盘式电机的磁路设计和计算作了探讨，根据盘式异步电机沿径向的气隙磁密、齿磁密和轭磁密非均匀分布的特点，为了提高计算精度，在分环并联磁路模型的基础上，首先进行磁路的分环计算，然后利用其资源，相继进行定子铁耗及轴向磁吸力的分环计算，对盘式异步电动机的设计具有一定的参考价值。

技术领域

本发明属于电机设计领域，尤其涉及一种新型盘式异步电动机。

背景技术

1821年法拉第发明的第一台电机，就是盘式轴向磁场电机，但由于它制造困难，定、转子存在轴向磁吸力的缺点，被后来发展起来的径向磁场电机—常规电机所取代。随着科技的发展、自动冲卷机的问世，解决了制造复杂等难题，同时，经过几十年的摸索，找到了克服磁吸力或利用磁吸力的一些方法，为进一步研究盘式电机排除了障碍。

目前国内外学者对盘式异步电动机进行的理论与实验研究已取得了一些进展，并已将其应用于复合电机、永磁无刷电机、风力涡轮电机中。虽然可以通过实验得到盘式异步电动机的运行效率，但是在传动效率方面的研究主要是通过模拟和实验来进行，而在理论方面，则主要是侧重有关输入转矩和输出转矩的理论计算，而结构参数对传动性能的影响研究甚少。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种新型盘式异步电动机，该方法是针对盘式异步电动机的特殊性，对盘式电机的磁路设计和计算作了探讨，根据盘式异步电机沿径向的气隙磁密、齿磁密和轭磁密非均匀分布的特点，为了提高计算精度，在分环并联磁路模型的基础上，首先进行磁路的分环计算，然后利用其资源，相继进行定子铁耗及轴向磁吸力的分环计算。

本发明采用的技术方案是，一种新型盘式异步电动机的设计方法，包括盘式异步电机的磁路、盘式异步电机磁路的分环以及盘式异步电机定子铁耗的分环。

所述盘式异步电机的磁路，盘式异步电机定转子铁心的槽尺寸及轭的厚度沿径向不变，而齿距t、齿宽bt及极距f都是随半径r而变化，于是，其气隙磁密、齿磁密及轭磁密都是r的函数，沿径向为非均匀分布，这是其磁路的主要特点。

所述的盘式异步电机磁路的分环，根据盘式异步电机磁场沿径向非均匀分布的特点，为了提高磁路计算的精度，以及随后的铁耗及轴向磁吸力计算的精度，建议均采用分环法计算；当前国内在电机的电磁计算中，CAD技术比较普及的情况下，分环计算法是容易实现的，并联磁路模型的约束条件为：各单元磁路的励磁磁势相同；各单元磁路磁通之和等于每极磁通。

所述的盘式异步电机定子铁耗的分环，作用是用平均磁路法等计算铁耗，必然会带来更大的偏差，因此在对磁路分环计算的基础上，可直接调用各分环中的值，用分环法计算定子中的铁耗，单气隙型盘式电机的主要缺点是产生较强的轴向磁吸力，但也可变害为利，应用于制动型能补偿反推力的机泵合一的盘式异步电机。

本发明的有益效果是：本发明的新型盘式异步电动机的设计方法，采用了该方法是针对盘式异步电动机的特殊性，对盘式电机的磁路设计和计算作了探讨，根据盘式异步电机沿径向的气隙磁密、齿磁密和轭磁密非均匀分布的特点，为了提高计算精度，在分环并联磁路模型的基础上，首先进行磁路的分环计算，然后利用其资源，相继进行定子铁耗及轴向磁吸力的分环计算，对盘式异步电动机的设计具有一定的参考价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图 1 是本发明结构模型图。

图中：1-输入轴，2-内支撑环，3a-永磁体一，3b-永磁体二，4-输出轴，5-筒形转子，6-永磁铁，7-摆杆，8-滚动轴承，9-齿条。

具体实施方式