[实用新型]盘式无铁芯永磁同步电机

说明书

本实用新型提供一种盘式无铁芯永磁同步电机，它包括上转子盘、下转子盘和定子绕组盘，定子绕组盘位于上、下转子盘之间。上、下转子盘结构相同，均为圆环状，其内壁上固定有若干对扇形的、交替排列的N、S极永磁体；上转子盘内壁上固定的永磁体和下转子盘内壁上固定的永磁体形状、大小相同，相同位置处的永磁体的极性相同，充磁方向相同。所述定子绕组盘由若干个线圈非重叠地围绕电机转轴排列而成，在定子绕组盘的上、下面各设置一块调磁盘，该调磁盘呈圆环状，它由若干对扇形的导磁块和不导磁块围绕电机转轴交替排列而成。本实用新型可有效地提高电机有效工作磁密度、电机气隙磁场强度和转矩密度。

技术领域

本实用新型涉及一种盘式无铁芯永磁同步电机，具体地说，涉及一种具有新型磁场调制结构的盘式无铁芯永磁同步电机。本实用新型属于盘式电机制造技术领域。

背景技术

如图1、图2所示，传统的盘式无铁芯永磁同步电机包括上转子盘1、下转子盘2和定子绕组盘3。上转子盘1的内壁上固定有n对N、S极永磁体11，N、S极永磁体11间隔地、交替排列；同样，下转子盘2的内壁上也固定有n对N、S极永磁体21，N、S极永磁体21 也是间隔地、交替排列；上、下转子盘分别与盘式电机上端盖和下端盖固定。定子绕组盘3 位于上、下转子盘之间，它由若干个扁平的呈扇形的线圈31，围绕着电机转轴部分重叠排列而成。

由于盘式电机定子绕组无铁芯，故盘式无铁芯永磁同步电机具有体积小、结构紧凑、功率密度高等优点，特别适合应用于电动汽车、数控机床、飞轮储能、工业机器人等对性能指标和安装空间要求较高的领域，再加上盘式无铁芯永磁同步电机因无铁芯化带来的无齿槽转矩、转矩脉动低、振动噪声小等优势，使得盘式无铁芯永磁同步电机得到更加广泛地应用。

然而，盘式无铁芯永磁同步电机也具有一些缺点，例如气隙磁场强度较弱、漏磁大、谐波多，无法满足特定场合对高转矩密度的要求。

实用新型内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种具有新型磁场调制结构的盘式无铁芯永磁同步电机。通过对盘式无铁芯永磁同步电机的结构进行改进，将电机气隙磁场中的谐波部分利用起来，转化为有效工作波，提高电机的有效工作磁密度，进而提高盘式无铁芯永磁同步电机的气隙磁场强度和转矩密度。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种盘式无铁芯永磁同步电机，它包括上转子盘、下转子盘和定子绕组盘，所述定子绕组盘位于所述上、下转子盘之间；所述定子绕组盘呈圆环状，它由若干个扁平的呈扇形的线圈非重叠地围绕电机转轴排列而成；

在所述定子绕组盘的上、下面各设置一块调磁盘，该调磁盘呈圆环状，它由若干对扇形的导磁块和不导磁块围绕电机转轴交替排列而成；构成所述调磁盘的各导磁块形状、大小相同；

所述调磁盘与所述定子绕组盘紧密贴合；所述调磁盘与所述上转子盘和所述下转子盘之间存在气隙。

优选地，构成所述调磁盘的导磁块和不导磁块的个数Z＝Pr+Ps，其中，Pr为上、下转子盘内壁上的永磁体形成的空间磁场极对数，Ps为定子绕组盘线圈通电后形成的空间磁场极对数。

优选地，所述上转子盘和所述下转子盘结构相同，均为圆环状，其内壁上固定有若干对扇形的、交替排列的N、S极永磁体；所述永磁体的形状、大小相同；

所述上转子盘内壁上固定的永磁体和相同位置处的所述下转子盘内壁上固定的永磁体极性相同，充磁方向相同。

优选地，构成所述调磁盘的扇形导磁块的弧度为360°/Z*(0.6～0.8)；构成调磁盘的扇形导磁块的厚度为1.5～3mm。

优选地，构成所述调磁盘的导磁块、不导磁块和所述上、下转子盘内壁上固定的永磁体的外径尺寸、内径尺寸相同；所述上、下转子盘的外径≥所述永磁体的外径，所述上、下转子盘的内径≤所述永磁体的内径。

优选地，构成所述调磁盘的各导磁块和所述上、下转子盘的材质相同，均为高饱和磁密软磁合金；