[实用新型]一种应用于轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子

说明书

本实用新型提出一种应用于轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子。径向分块的第一磁钢的两侧设计有第一背铁和第二背铁。第一磁钢、第一背铁、第二背铁通过螺钉紧固，然后与第一主轴通过花键连接。第一背铁和第二背铁在每极第一磁钢端面的两侧设计有径向隔磁槽，背铁的两侧设计有轴流风扇和轴承。采用第一磁钢内置式转子的轴向磁通电机，优点之一可以实现较宽范围的弱磁调速，在额定转速点，电机可以按照满母线电压来设计，降低了绕组电流，从而降低了绕组铜耗；优点之二是电枢反应产生的磁场主要经过第一背铁和第二背铁，从而降低了第一磁钢涡流损耗，削弱了退磁风险。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于纯电动/混合动力汽车、石油钻采、大型无人机领域的电机，具体涉及一种应用于轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子。

背景技术

虽然磁钢内置式转子在径向磁通电机中，因优良的弱磁扩速能力获得了大量应用，但是常规的轴向磁通电机一般采用磁钢表贴式转子，虽然可以获得高的气隙磁密和高输出转矩，但是电枢磁场的谐波容易在磁钢表面产生涡流损耗，且表贴式拓扑，弱磁调速范围非常有限，在高速应用场合，表贴式轴向磁通电机的应用受到限制。

专利1(CN105515242A)与专利2(CN105703508A)提出一种磁钢内置式的盘式电机转子，分别应用于双定子/单转子拓扑和单定子/双转子拓扑。通过在磁钢的两个侧面设置主磁极和漏磁极实现磁钢内置式安装。优点是电枢磁场主要分布在主磁极和漏磁极，几乎不经过磁钢，从而降低了磁钢涡流损耗。缺点是转子支架采用不导磁材料，其磁导率与第一磁钢的磁导率、交/直轴电感几乎相等，从而导致电机的弱磁能力有限。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型所采取的技术方案：在于提出一种应用于轴向磁通电机的磁钢内置式转子。

本实用新型采用的技术方案为：一种应用于轴向磁通电机的磁钢内置式转子，轴向磁通电机采用双定子/单转子拓扑且24槽8极分布绕组布局。径向分块的第一磁钢的两侧设计有第一转子背铁和第二转子背铁。第一磁钢、第一转子背铁、第二转子背铁通过螺钉紧固，然后与第一主轴通过花键连接。第一转子背铁和第二转子背铁在每极第一磁钢端面的两侧设计有多层径向隔磁槽，背铁的两侧设计有轴流风扇和轴承，固定在第一主轴上。

进一步地，第一转子背铁和第二转子背铁设计为10号或者20号导第一磁钢，在相邻不同极性第一磁钢位置，分别设计有三个隔磁空气槽，隔磁槽贯穿于第一转子背铁和第二转子背铁。第一转子背铁和第二转子背铁内圆周设计有非贯通的扇形槽。

进一步地，每极第一磁钢外圆周设计有不导磁挡块，结合第一转子背铁和第二背铁的止口，用于限制第一磁钢径向方向运动。

采用第一磁钢内置式转子的轴向磁通电机带来的有益效果：优点之一可以实现较宽范围的弱磁调速，在额定转速点，电机可以按照满母线电压来设计，降低了绕组电流，从而降低了绕组铜耗；优点之二是电枢反应产生的磁场主要经过第一转子背铁和第二转子背铁，且第一磁钢采用径向分块设计，降低了第一磁钢涡流损耗，削弱了第一磁钢退磁风险，转子背铁产生的热量在轴流风机作用下，提高了转子背铁端面的对流换热系数，从而降低了转子背铁和第一磁钢的温升。优点之三是第一转子背铁和第二转子背铁，在每极的两侧位置设计了多层空气隔磁槽，降低了漏磁，提高了气隙磁密和空载反电势。

附图说明

图1为本实用新型轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子爆炸图。其中，1,8为第一轴承，第二轴承，2,7为第一轴流风机，第二轴流风机，3为第一主轴，4为第一转子背铁，4d为非贯通扇形槽，4e为扇形凹槽，5为第一磁钢，6为第二转子背铁，6e为扇形凹槽，9,10为第一轴用挡圈，第二轴用挡圈，11为螺钉，12为不导磁挡块。

图2为本实用新型轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子剖面图，其中，4f为第一转子背铁止口，6f为第二转子背铁止口。

图3为本实用新型轴向磁通电机的第一磁钢内置式转子有效磁路结构图。