[发明专利]一种永磁集成式电机

说明书

本发明涉及一种永磁集成式电机，机壳内设有转轴，转轴上依次串联有筒式电机定子和盘式电机定子，盘式电机定子的一端设有与之配合的盘式电机转子盘，机壳的两端分别设有固定端盖，筒式电机定子和盘式电机定子内贯穿设有硬绕组。使用时，结合盘式电机与筒式电机的空间结构特点，在有限的空间内进一步提高了电机的转矩密度和输出能力，筒式电机结构产生的电流谐波与盘式电机产生的电流谐波存在相位和幅值上的差异，从而达到相互削弱的作用，有利于改善电机波形，提高电机性能。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机的技术领域，具体地说是一种永磁集成式电机,尤其包括一种永磁筒式电机与盘式电机合成的集成式电机。

背景技术

伴随着电机商业规模化与全球化竞争的加剧，业界对电机驱动系统，在高速高功率密度、轻量小型化、低成本、低能耗、高可靠性、一致性等方面提出了一系列更高的技术要求。而随着电机行业的进一步发展，传统的永磁电机已经很难满足越来越高的性能要求，尤其在有限的体积空间内，如何提高电机的输出转矩。常规的筒式电机由于定子绕组端部比较高，所以要求电机的轴向空间往往比较大，导致电机的转矩密度上不如盘式电机，同时电机转矩密度在8Nm/kg到10Nm/kg，盘式电机转矩密度可以达到20Nm/kg到25Nm/kg。盘式电机适用于轴向空间比较小的场合，无法充分利用轴向空间比较大的空间特点。永磁电机按磁场方向可分为径向磁场和轴向磁场两种。轴向磁场的电机也叫作盘式永磁电机，盘式电机的轴向尺寸短，可适用于要求薄型安装的场合，转矩密度很高，结构紧凑。

永磁电机按磁场方向可分为径向磁场和轴向磁场两种。径向磁场的电机也叫作筒式永磁电机，筒式电机需要一个合适的长径比空间，电机输出转矩大，具有更高的功率密度以及高速弱磁性能。

专利号为CN 205945322 U提出了一种交流和直流的组合电机，是采用两个控制器分别控制直流和交流电机，造成成本高，安装不便等困难，而且还要考虑两组电机运行过程中磁场干扰的问题，并不适合实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的永磁集成式电机，它可克服现有技术中无法充分利用电机内部空间，电机性能不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种永磁集成式电机，包括机壳，其特征在于：机壳内设有转轴，转轴上依次串联有筒式电机定子和盘式电机定子，盘式电机定子的一端设有与之配合的盘式电机转子盘，机壳的两端分别设有固定端盖，筒式电机定子和盘式电机定子内贯穿设有硬绕组。

优选的，硬绕组由若干个硬绕分组拼合成圆柱状, 每个硬绕分组由四根成型线圈以阶梯状的方式叠加而成，使得上下每一层的成型线圈之间存在错位；硬绕组的一端弯折后卡扣在盘式电机定子表面形成盘式绕组，另一端插入筒式电机定子并且弯折后形成筒式绕组。筒式电机定子的槽数与盘式电机的槽数相同，转子极数相同。

进一步，筒式电机定子内设有筒式转子，筒式转子内嵌设有筒式永磁体，筒式转子与盘式电机定子之间设有隔磁板。

进一步，盘式电机转子盘内嵌设有盘式永磁体，盘式永磁体通过螺钉固定于盘式转子盘上，螺钉位于永磁体的几何中心位置。

更进一步，每个硬绕分组的一端弯折后成V型卡扣在盘式电机定子表面，使得盘式绕组与筒式绕组之间呈90度的垂直相交。每个硬绕分组由4-8根成型线圈叠加而成，每根成型线圈包括一个V型端部和与V型端部垂直的竖直部，四根成型线圈在V型端为纵向叠加，在竖直部为横向并列叠加，这里的V型端的V型夹角角度为15—50度。

相对于现有技术，本发明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：

1、本发明所述的改进方案，转轴上依次串联有筒式电机定子和盘式电机定子，机壳的两端分别设有固定端盖，筒式电机结构产生的电流谐波与盘式电机产生的电流谐波存在相位和幅值上的差异，从而达到相互削弱的作用，有利于改善电机波形，提高电机性能；