[实用新型]基于软磁材料的永磁无刷电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别是指一种基于软磁材料的永磁无刷电机。

背景技术

分数槽集中绕组分数槽集中绕组永磁无刷电机具有绕组端部短、磁路路径短、轭部厚度小的优点，因此可以使分数槽集中绕组永磁无刷电机具有高转矩密度，适于电机的低速大转矩驱动。现有技术中的分数槽集中绕组分数槽集中绕组永磁无刷电机主要采用叠压硅钢材料作为其导磁材料，叠压硅钢材料具有高的不饱和导磁率的特性，但同时具有各向异性的磁特性和高频下铁耗高的缺陷，因此该种电机只能用于低速场合。分数槽集中绕组的分数槽集中绕组永磁无刷电机尽管具有很短的绕组端部，但是这一绕组端部只是电机槽中导体的连接部分，而且仍占用电机的轴向空间，从而影响到该种电机的转矩密度和运行效率。

软磁复合材料是一种新型导磁材料，与普通硅钢导磁材料相比，具有高频率下低铁耗及各向同性的磁特性，但其导磁率低于硅钢导磁材料。将软磁复合材料用于分数槽集中绕组分数槽集中绕组永磁无刷电机中，不但可以使电机高速运行，从而使电机具有高功率密度，而且可以充分利用软磁复合材料的各向同性的磁特性，使电机具有三维磁路结构，从而使电机的绕组端部及端部空间得到充分利用，使电机具有更高的转矩密度、功率密度和运行效率。

目前软磁复合材料主要用于盘式电机及外转子电机中，如专利CN203554080U公开的高功率密度的电机定子铁芯结构及应用其的电机中，其定子铁芯由软磁材料构成；专利CN104377846A公开的盘式转子马达中，其定子齿由软磁材料粉构成；以及专利CN103595215A公开的轴向磁场永磁无刷直流电机中，其定子齿由软磁材料粉构成。但是上述三个专利中的电机在高速转动时，会存在较大的转子损耗，因此只能用于低转速中，电机的功率密度和转矩密度较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种在电机高速转动时能够降低转子损耗，进而提高电机的功率密度和转矩密度的基于软磁材料的永磁无损电机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种基于软磁材料的永磁无刷电机，包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述转子包括转子永磁体和转子铁芯，所述定子铁芯由软磁复合材料制成，所述定子铁芯包括定子轭和定子齿，所述定子齿包括定子齿身和定子齿顶，所述定子齿顶的轴向长度大于所述定子齿身的轴向长度，所述定子轭包括中间定子轭和设置于所述中间定子轭两端的端部定子轭，所述定子齿身设置于所述中间定子轭的内壁上。

进一步的，所述中间定子轭的轴向长度与所述定子齿身的轴向长度相等。

进一步的，所述中间定子轭的内壁上设置有若干均匀分布的与所述定子齿身相配合的凹槽。

进一步的，所述转子永磁体的轴向长度与所述转子铁芯的轴向长度相等，并且大于所述定子齿身的轴向长度。

进一步的，所述转子铁心采用叠轧硅钢片材料制成。

进一步的，所述转子永磁体的结构为内置磁体结构、表面贴式结构或者表面插入结构。

进一步的，所述转子铁芯的轴向长度与所述转子永磁体的轴向长度相同，均大于所述定子齿身的轴向长度。

上述基于软磁材料的永磁无刷电机的定子的制造方法，包括：

步骤1：采用软磁复合材料模具压制出所述定子齿；

步骤2：在与所述定子绕组接触的所述定子齿的各个面上放置绝缘层，然后将所述定子绕组套在定子齿上；

步骤3：分别采用软磁复合材料模具压制所述端部定子轭和中间定子轭；

步骤4：在所述端部定子轭的内壁上以及所述中间定子轭与定子齿身非接触的内壁上放置绝缘层；

步骤5：将套好所述定子绕组的定子齿粘在所述中间定子轭的内壁上，然后将端部定子轭粘接在所述中间定子轭的两端。

进一步的，所述步骤1和步骤3中，当所述定子齿和/或定子轭的轴向长度小于300mm时，采用一套软磁复合材料模具直接压制而成；当所述定子齿的轴向长度大于等于300mm时，采用一套软磁复合材料模具压制出两段或三段轴向长度相同的分段定子齿，然后将所述分段定子齿粘接形成所述定子齿。

进一步的，所述步骤3中，当所述定子轭的直径小于200mm时，采用一套软磁复合材料模具直接压制而成；当所述定子轭的直径大于等于200mm时，将所述定子轭沿其圆周方向分成相同的多个分段定子轭，采用一套软磁复合材料模具压制出所述分段定子轭，然后将多个分段定子轭粘接形成所述定子轭。

本实用新型具有以下有益效果：