[发明专利]多层小绕组三维永磁电机

说明书

本发明涉及一种多层小绕组三维永磁电机，包括轴向多层结构的转子和定子，转子包括多层同轴设置的盘式结构的子转子层，相邻两个子转子层间隔设置；定子同为多层盘式结构且与转子同轴设置，定子与转子交错设置，形成立体结构，磁感线沿轴线方向阵列布局。本发明增加了磁极数和空间有效磁场体积，同时增加了绕组匝数，形成的电机具有重量轻、散热性能好、转矩品质高、功重比高的有益效果。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及多层小绕组三维永磁电机。

背景技术

现有的盘式永磁同步电机因轴向尺寸短、重量轻、运行效率高、动态性能优异等特点成为一种较为理想的驱动装置。为了进一步提高电机的转矩以适用于大转矩直接驱动装置，将电机制成多层定子、多层转子的立体结构，所以一般采用多盘式立体结构。

转子在旋转过程中，定子内线圈的电流流动以及机械摩擦产生大量的热量。为了提高盘式电机定子的散热能力，目前普遍采用导热性能良好的材料作为定子，同时配备散热风扇或者空-水冷却器对电机进行冷却。但都存在体积较大、结构较为复杂、安装和维修不方便等缺点，同时对电机内部永磁体材料的散热效果不是很理想。

因此，需要一种重量轻、结构紧凑、散热性能好、转矩品质好和功重比更高的新型永磁电机。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种重量轻、结构紧凑、散热性能好、转矩品质好和功重比更高的多层小绕组三维永磁电机。

本发明提供的多层小绕组三维永磁电机，包括转子和定子，其特征在于：

所述转子包括多个同轴设置的盘式结构的子转子，相邻两个子转子之间具有间隙；

所述定子为盘式结构且与转子同轴设置，所述定子嵌入于所述子转子之间的间隙。

进一步，所述子转子包括盘式结构的磁钢安装座和固定在磁钢安装座两侧的磁钢片，所述磁钢安装座固定设置在转轴上。

进一步，所述磁钢片沿磁钢安装座径向多层排布,每一层磁钢片为多个且沿磁钢安装座的圆周方向环形阵列排布。

进一步，各层磁钢片的数量和位置相同且沿磁钢安装座径向向外磁钢片的面积逐渐增大，相邻磁钢片正负交错排布。

进一步，磁钢安装座上设置有磁钢片安装孔，所述磁钢片安装孔与一组磁钢片一一对应。

进一步，所述定子包括盘式结构的铁芯安装座、固定在铁芯安装座的圆柱形铁芯和绕制在铁芯上的绕组，所述铁芯安装座外侧与机壳固定连接，铁芯安装座圆心处设置有直径大于所述转轴直径的圆形孔Ⅱ。

进一步，铁芯沿铁芯安装座径向多层排布，每一层铁芯为多个且沿铁芯安装座圆周方向环形阵列排布。

进一步，各层铁芯的数量相同且沿铁芯安装座径向向外铁芯的面积逐渐增大，相邻两层铁芯位置交错排布。

进一步，铁芯安装座上设置有铁芯安装孔，所述铁芯安装孔与铁芯一一对应。

进一步，所述磁钢安装座和铁芯安装座均设置有散热通孔。

本发明的有益效果：本发明提供的多层小绕组三维永磁电机相较于现有多盘式永磁电机具有重量轻、结构紧凑、散热性能好、转矩品质好和功重比更高的有益效果。

其一：本发明多层小绕组三维永磁电机，每一层定子均采用多个圆形线圈绕组环形排列并嵌入于所述子转子之间的间隙，提高了电机内部的空间利用率。相较输出同样功率的多盘式电机的体积更小，提高了电机功率密度，解决了盘式电机功率密度较低的缺陷。

其二：本发明多层小绕组三维永磁电机的转子和定子均采用轻质材料，输出转轴在非输出端采用中空的结构，在满足工作要求的情况下，减轻了电机重量，功重比更高。