[实用新型]一种无铁芯轴向磁通电机

说明书

本实用新型涉及一种无铁芯轴向磁通电机，壳体材料由铸铝材料制成，壳体内设有空腔，所述定子包括定子绕组，定子绕组由多组线圈环状连接而成，所述的线圈放置在虚槽内，定子绕组为集中绕组；所述转子为多极转子结构，转子采用稀土铷铁硼材料38uH；壳体内部放置多组永磁聚磁结构，所述的永磁聚磁结构为永磁阵列磁钢组，永磁阵列磁钢组在定子绕组上方构成一个永磁阵列，使得定子绕组上方存在一个屏蔽磁场，促使整个磁路中的磁力线沿着最小磁通路径进行闭合。该屏蔽磁场将部分原本无效的磁力线进行排斥，从而增加有效切割磁力线根数，提高机电能量转换过程中单位面积的磁通量，根据电磁感应定律，增加感应电动势，提高电机的能量输出。

技术领域

本实用新型涉及电机的技术领域，具体地说是一种无铁芯轴向磁通电机，尤其涉及一种无铁芯永磁聚磁的轴向磁通电机。

背景技术

目前,轴向磁通电机通常又称盘式电机，而盘式永磁同步发电机是今后盘式发电机的趋势，而稀土铷铁是其主要永磁材料。由于盘式电机形状扁平，结构紧凑以及其优异的特性广泛应用于工业生产、轨道交通、航空航天等领域。传统的电机由于定子铁芯的存在，电机运行过程中会存在定转子电磁吸力、铁芯损耗和齿槽转矩等缺点，而采用定子无铁芯盘式发电机具有高功率密度、高电压调整率和高效率等优点。

然而由于定子没有铁磁材料，磁路中总磁阻增大，磁通减小，气隙中磁密不高，要获得较高的功率密度和优异的性能，对电机永磁转子和定子绕组成型提高了设计难度，以及增加材料成本、制造难度。

由于定子没有高磁导率的铁磁材料构建磁路，(空气磁导率远低于铁磁材料)所以磁路中磁阻增加，磁通减小，气隙中磁密不高，漏磁系数高，为获得较高性能，现有技术中需要对转子永磁进行重新设计，以期望达到优越性能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种无铁芯轴向磁通电机，通过在定子绕组上方分布有多组永磁聚磁结构,缩短磁路路径，降低磁路阻抗，减小漏磁系数，提高电机功率密度和效率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种无铁芯轴向磁通电机，所述的电机包括壳体、定子和转子，其特征在于：所述壳体材料由铸铝材料制成，壳体内设有空腔和虚槽，所述定子包括定子绕组，定子绕组由多组线圈环状连接而成，所述的线圈放置在虚槽内，定子绕组为集中绕组；所述转子为多极转子结构，转子采用稀土铷铁硼材料38uH；壳体内部空腔放置多组永磁聚磁结构，所述的永磁聚磁结构为永磁阵列磁钢组，永磁阵列磁钢组在定子绕组上方构成一个永磁阵列，使得定子绕组上方存在一个屏蔽磁场，促使整个磁路中的磁力线沿着最小磁通路径进行闭合。

优选的，所述的永磁阵列磁钢组设置在虚槽上方；每个永磁列阵磁钢组由 3-5块磁钢拼接而成，永磁列阵磁钢材料为铁氧体，磁钢嵌在铝制机壳内部，磁钢与线圈之间设有环氧固化层。

进一步，所述的永磁列阵磁钢组由3块磁钢拼接而成，三块磁钢的充磁方向为180°、90°和0°，90°充磁方向的磁钢宽度小于两侧磁钢，180°和0°充磁方向的宽度一致。

进一步，所述的永磁列阵磁钢组由4块磁钢拼接而成，4块磁钢的充磁方向为180°、120°、60°和0°，两侧的磁钢宽度一致，中间的两块磁钢宽度也一致，中间磁钢的牌号小于两侧磁钢的宽度。

进一步，所述的永磁列阵磁钢组由5块磁钢拼接而成，5块磁钢的充磁方向为180°、135°、90°、45°和0°，90°充磁方向的磁钢宽度最小，135°充磁方向的磁钢与45°充磁方向的磁钢宽度一致并且大于90°充磁方向的磁钢宽度，180°充磁方向的磁钢与0°充磁方向的磁钢宽度一致并且大于135°充磁方向的磁钢宽度。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：