[发明专利]一种双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机

说明书

本发明公开了一种双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机，包括依次呈轴向设置的外定子、转子、外定子，其特征在于：两外定子的结构相同，在两外定子上均设有爪极式调制齿，在定子槽上绕有三相绕组，两外定子上的爪极式调制齿相对设置，所述转子的两侧与两外定子之间均设有气隙，在转子上设有转子永磁体，两个所述外定子调制齿之间交错有一定的角度β。本发明输出转矩大，齿槽转矩小，转矩脉动低，定子齿聚磁，永磁体利用率高。与传统的轴向磁通电机相比，功率密度大，气隙磁密增大，效率提高。

技术领域

本发明涉及一种轴向磁通永磁游标电机，尤其涉及一种双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机，应用于电动汽车、机器人、离心机等相关领域的驱动系统中。

背景技术

随着高性能永磁材料的出现，轴向磁通永磁电机也在迅速发展，轴向磁通电机结合永磁游标电机，既能满足尺寸参数要求，又能达到直驱大转矩输出，在例如电动汽车的轮毂电机等应用环境上，具有较大的研究潜力与发展前景。

传统的轴向磁通电机气隙磁密小，效率较低。目前存在的双定子轴向磁通永磁游标电机具有较大的转矩密度和功率密度，其电机定子为平行齿矩形槽。近年来，分别有学者提出了单定子双转子轴向磁通永磁游标电机和爪极式单定子双转子轴向磁通永磁游标电机，这两种电机皆为单定子双转子电机，后者与前者相比，其电机定子为爪极式，爪极式定子齿能达到聚磁的效果，与非爪极式定子齿电机相比，定子为爪极式的电机磁能利用率更高。此外，还有学者提出了双定子爪极式径向磁通永磁游标电机，这种电机定子也为爪极式定子，能大幅减小漏磁，提高永磁体利用率，但这种电机磁通方向为径向，是一种径向磁通电机，相比于轴向磁通电机，其轴向尺寸不够灵活。目前国内外对于定子采用爪极式的双定子轴向磁通永磁游标电机的研究还不够深入。针对此点，本发明提出了一种具有爪极式定子齿、平底槽的双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种齿槽转矩小、转矩脉动低、能提供大转矩的双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机。

本发明所采用的技术方案为：一种双定子爪极式轴向磁通永磁游标电机，包括依次呈轴向设置的外定子、转子、外定子，其特征在于：两外定子的结构相同，在两外定子上均设有爪极式调制齿，在定子槽上绕有三相绕组，两外定子上的爪极式调制齿相对设置，所述转子的两侧与两外定子之间均设有气隙，在转子上设有转子永磁体，两个所述外定子调制齿之间交错有一定的角度β。

按上述技术方案，

其中，θ_m为电机d轴与电机q轴之间交错角度；

θ为调制齿齿宽所占角度与调制齿齿槽所占角度之和。

按上述技术方案，调制齿齿宽所占角度与角度θ比值在0.4-0.6。

按上述技术方案，θ_pm为每极转子永磁体与相邻铁芯共同所占角度；为每极转子永磁体所占角度，角度与角度θ_pm比值在0.2-0.4。

按上述技术方案，所述调制齿个数、转子永磁体极对数、三相绕组极对数只需满足“游标效应”，即N_S＝P_r1+P_r2，其中，N_S为调制齿个数，P_r1为转子永磁体极对数，P_r2为三相绕组极对数。

按上述技术方案，所述转子包括转子永磁体和转子铁芯，转子永磁体分为N极和S极，均匀交错内嵌于所述转子铁芯上，并与其固连。

按上述技术方案，所述转子还包括转子外端盖，转子支撑架，转子支撑环，所述转子铁芯套在所述转子支撑架上，所述转子支撑环套在所述转子铁芯上，所述转子支撑架与传动轴相连。

按上述技术方案，在转子支撑架上设有多个通风孔。