[发明专利]一种磁通反向永磁电机

说明书

本发明公开了一种磁通反向永磁电机，包括定子、绕组、永磁体和转子，所述定子和转子同轴套装，所述转子的外表面具有凹槽，所述定子的内壁具有凹槽，所述绕组放置在定子的凹槽内，所述定子具有定子齿，所述定子内表面贴有一圈永磁体。虚线框内为一个定子单元，若干个定子单元组成整个定子。一个定子单元内有一个定子槽和四块永磁体，相邻永磁体极性相反，间隔永磁体极性相同。位于中间的两块永磁体宽度相同，形成一对；位于两边的两块永磁体宽度相同，形成一对；而这两对永磁体宽度不相等，因此，永磁体产生的磁动势谐波更多。相较于传统磁通反向电机，本发明的磁通反向永磁电机具有更高的转矩密度、功率因数和效率。

技术领域

本发明属于电机领域，更具体地，涉及一种磁通反向永磁电机。

背景技术

传统磁通反向永磁电机具有结构紧凑简单、鲁棒性好、电感小、转动 惯量低、效率高的优点，因此磁通反向永磁电机适合多种高低速运行场合， 例如专利文献CN107070165A中公开的磁通反向永磁电机可用于轨道交通 用直线牵引中，专利文献CN106411081A中公开的磁通反向永磁电机可用 于飞轮储能、机床等高速旋转场合。但现有文献中的磁通反向永磁电机， 永磁体宽度均相同，产生永磁磁动势谐波单一，由此造成永磁体利用率较 低、转矩密度较低、功率因数较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种磁通反向永 磁电机，由此解决现有技术存在永磁体利用率较低、转矩密度较低、功率 因数较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种磁通反向永磁电机，包括：定子、 绕组、永磁体和转子；

所述定子和转子同轴套装，所述转子的外表面具有多个凹槽，所述定 子的内壁具有多个凹槽；

所述绕组放置在定子的凹槽内，所述定子内表面贴有围成一圈的多个 永磁体；

所述定子分为多个定子单元，所述定子单元的数量和定子内壁凹槽的 数量相同，每个定子单元包括一个定子凹槽和四个贴在定子内表面的永磁 体，所述四个贴在定子内表面的永磁体中：相邻永磁体的极性相反，间隔 永磁体的极性相同，位于中间的两块永磁体的宽度相同，形成一对永磁体； 位于两边的两块永磁体的宽度相同，形成一对永磁体；两对永磁体的宽度 不相等，产生多种永磁磁动势谐波。

可选地，一个定子单元内，中间一对永磁体的宽度大于两边一对永磁 体的宽度；或者一个定子单元内，中间一对永磁体的宽度小于两边一对永 磁体的宽度。

可选地，所述绕组的极对数量为：

其中，P_a为绕组的极对数量，Z_r为转子的凹槽数量，Z_s为定子的凹槽 数量，P_m为永磁体的数量，其值等于4Z_s，GCD(Z_s,P_a)表示定子的凹槽的数 量与绕组的极对数量的最小公约数，k为大于等于1的整数。

可选地，当永磁体的数量为24时，所述永磁磁动势谐波包括12对极 谐波、6对极谐波以及6的奇数倍对极谐波。

可选地，所述定子和转子同轴套装为定子套装在转子外或者定子套装 在转子内。

可选地，所述磁通反向永磁电机的结构为旋转电机结构、直线电机结 构或者圆筒电机结构。

可选地，所述绕组为集中式绕组或分布式绕组。

可选地，所述绕组为单层绕组或双层绕组。

可选地，所述磁通反向永磁电机是电动机或者发电机。

可选地，所述定子或转子的材料为实心钢、硅钢片、非晶态铁磁复合 材料或者SMC软磁复合材料。