專利名稱：具有軸徑向折疊繞組的永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前常用的永磁電機(jī)有徑向磁通圓柱式永磁電機(jī)和軸向磁通盤式永磁電 機(jī)兩種，它們存在一個共同的問題就是電機(jī)空間有效利用率較小，電機(jī)結(jié)構(gòu)不 緊湊，既而不能有效的提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。
對于徑向磁通圓柱式永磁電機(jī)，當(dāng)電機(jī)長徑比較小時繞組端部長度的影響 相對較大，當(dāng)其電機(jī)半徑很大時，電機(jī)軸向兩端繞組的端部長度占電機(jī)總長的
比例很大，浪費了銅線，增加了銅損；而且槽底到軸間的很大一部分空間是沒 被利用的；另一方面，徑向磁通電機(jī)的永磁體軸向長度一般不能加工太長，較 長時給運輸和安裝都帶來不便，分段安裝時工藝難度較大(眾所周知，相同充 磁方向的兩塊永磁體在非充磁方向接近時也將產(chǎn)生很大的排斥力)。
對于軸向磁通盤式永磁電機(jī)，在其內(nèi)徑和外徑處都要留很大一部分空間給 端部繞組，這樣也增大了電機(jī)的體積。當(dāng)今人們采取了各種措施縮短端部長度: 采用集中繞組、鏈?zhǔn)嚼@組、短距繞組、提高嵌線工藝等各種措施，但這些都是 有限的。雖然也有將兩個軸向磁通的盤式電機(jī)和一個徑向磁通的圓柱式外轉(zhuǎn)子 電機(jī)組合在一起的，利用了徑向磁通電機(jī)槽底與軸間的空間，使結(jié)構(gòu)變得緊湊 一些了，但由于只是三個獨立繞組電機(jī)的組合，沒能解決傳統(tǒng)電機(jī)端部繞組過 長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決目前的永磁電機(jī)的空間有效利用率較小，電機(jī)結(jié)構(gòu)不 緊湊，既而不能有效的提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的問題，設(shè)計了具有軸徑向折 疊繞組的永磁電機(jī)。
本發(fā)明包括定子、轉(zhuǎn)子和軸，定子固定在軸上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部， 轉(zhuǎn)子與軸之間轉(zhuǎn)動連接，所述定子由定子鐵芯和定子繞組組成，定子鐵芯為圓 環(huán)形，定子鐵芯的外圓表面設(shè)置有多個軸向槽，軸向槽的開口中心線是軸向的， 多個軸向槽圍繞著軸均勻排列，定子鐵芯的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有多個徑向 槽，多個徑向槽的開口中心線圍繞著軸呈放射線狀均勻排列，軸向槽與定子鐵 芯兩側(cè)端面的徑向槽分別一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽內(nèi)和定子鐵芯兩 側(cè)端面與其對應(yīng)的徑向槽內(nèi)共同設(shè)置有定子繞組，所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、第一 永磁體和第二永磁體組成，轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圓壁面上均布有多個第一永磁體，多 個第一永磁體圍繞著軸均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置 有多個第二永磁體，多個第二永磁體圍繞著軸呈放射線狀均勻排列，定子繞組 是多相對稱繞組。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、 由于采用了軸徑向折疊繞組，端部繞組都在軸附近，相對于徑向圓筒 式電機(jī)減小了其軸向長度，相對于軸向磁通盤式電機(jī)減小了其半徑，充分利用 了電機(jī)的內(nèi)徑處的閑置空間。
2、 電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，通過一個獨立的驅(qū)動單元輸出功率，能夠得到較高的 電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。
3、 它無需減速傳動的機(jī)械裝置，可以應(yīng)用在需要大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的場合，替 代傳統(tǒng)的電機(jī)加減速機(jī)構(gòu)的模式，提高了系統(tǒng)的整體運行效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖 2的A-A剖視圖，圖4是定子的軸截面圖，圖5是定子的側(cè)視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一下面結(jié)合圖1 圖5說明本實施方式，本實施方式由定
子、轉(zhuǎn)子和軸6組成，定子固定在軸6上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部，所述定子 由定子鐵芯1和定子繞組2組成，定子鐵芯1為圓環(huán)形，定子鐵芯1的外圓表 面設(shè)置有多個軸向槽1-1,軸向槽1-1的開口中心線是軸向的，多個軸向槽1-1 圍繞著軸6均勻排列，定子鐵芯1的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有多個徑向槽1-2， 多個徑向槽1-2的開口中心線圍繞著軸6呈放射線狀均勻排列，軸向槽1-1與 定子鐵芯1兩側(cè)端面的徑向槽1-2分別一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽 1-1內(nèi)和定子鐵芯1兩側(cè)端面與其對應(yīng)的徑向槽1-2內(nèi)共同設(shè)置有定子繞組2， 所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯3、第一永磁體4和第二永磁體5組成，轉(zhuǎn)子鐵芯3的內(nèi)
圓壁面上均布有多個第一永磁體4，多個第一永磁體4圍繞著軸6均勻排列， 轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置有多個第二永磁體5，多個第二 永磁體5圍繞著軸6呈放射線狀均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面分別通過一 個軸承7與軸6之間轉(zhuǎn)動連接。
定子繞組2是多相對稱繞組，軸6上設(shè)置有出線孔6-l，定子繞組2通過 出線孔6-1與外部的三相正弦交流電源連接。
第一永磁體4與定子之間留有氣隙Ll，轉(zhuǎn)子鐵芯3的兩側(cè)端面上的第二 永磁體5分別與定子之間留有氣隙L2、 L3。
定子鐵芯1和轉(zhuǎn)子鐵芯3的材質(zhì)采用軟磁復(fù)合材料，導(dǎo)磁性良好的鋼，或 由渦流損耗很小的硅鋼片疊加組合而成。
工作原理
本發(fā)明可以看成將外轉(zhuǎn)子徑向磁通圓筒式電機(jī)軸向兩端各取一段長度分 別沿圓周外徑向軸所在的方向折疊而成，這樣傳統(tǒng)徑向電機(jī)軸向兩端的端部繞 組或者是傳統(tǒng)盤式電機(jī)外徑處的端部繞組都只在軸附近存在，減小了電機(jī)的軸 向長度和外徑，充分利用了電機(jī)內(nèi)徑處的閑置空間，可望提高電機(jī)的輸出功率 密度和轉(zhuǎn)矩密度。
由于此軸徑向電機(jī)是由徑向電機(jī)演變而來，所以還是通過一個獨立的驅(qū)動 單元輸出功率。定子繞組2以三角形接法或星形接法連接后，通過軸6的出線 孔6-1與外部三相正弦交流電源相連接。當(dāng)定子繞組2通以三相交流電時，在 電機(jī)的徑向氣隙Ll和兩端的軸向氣隙L2、L3中分別產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速相同的旋轉(zhuǎn) 磁場，三者共同拖動轉(zhuǎn)子同向同速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的鐵芯外殼作為旋轉(zhuǎn)動力輸出端。
權(quán)利要求
1、具有軸徑向折疊繞組的永磁電機(jī)，它包括定子、轉(zhuǎn)子和軸(6)，定子固定在軸(6)上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部，轉(zhuǎn)子與軸(6)之間轉(zhuǎn)動連接，其特征在于所述定子由定子鐵芯(1)和定子繞組(2)組成，定子鐵芯(1)為圓環(huán)形，定子鐵芯(1)的外圓表面設(shè)置有多個軸向槽(1-1)，軸向槽(1-1)的開口中心線是軸向的，多個軸向槽(1-1)圍繞著軸(6)均勻排列，定子鐵芯(1)的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有多個徑向槽(1-2)，多個徑向槽(1-2)的開口中心線圍繞著軸(6)呈放射線狀均勻排列，軸向槽(1-1)與定子鐵芯(1)兩側(cè)端面的徑向槽(1-2)分別一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽(1-1)內(nèi)和定子鐵芯(1)兩側(cè)端面與其對應(yīng)的徑向槽(1-2)內(nèi)共同設(shè)置有定子繞組(2)，所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(3)、第一永磁體(4)和第二永磁體(5)組成，轉(zhuǎn)子鐵芯(3)的內(nèi)圓壁面上均布有多個第一永磁體(4)，多個第一永磁體(4)圍繞著軸(6)均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯(3)的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置有多個第二永磁體(5)，多個第二永磁體(5)圍繞著軸(6)呈放射線狀均勻排列，定子繞組(2)是多相對稱繞組。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有軸徑向折疊繞組的永磁電機(jī)，其特征在于 定子鐵芯(1)和轉(zhuǎn)子鐵芯(3)采用軟磁復(fù)合材料材質(zhì)，導(dǎo)磁性良好的鋼，或由渦 流損耗很小的硅鋼片疊加組合而成。
全文摘要
具有軸徑向折疊繞組的永磁電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。目的是解決目前的永磁電機(jī)的空間有效利用率較小，電機(jī)結(jié)構(gòu)不緊湊，既而不能有效的提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的問題。本發(fā)明包括定子、轉(zhuǎn)子和軸，定子固定在軸上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外部，轉(zhuǎn)子與軸之間轉(zhuǎn)動連接，定子鐵芯為圓環(huán)形，定子鐵芯的外圓表面均布有多個軸向槽，定子鐵芯的兩側(cè)端面上分別呈放射線狀均布有多個徑向槽，軸向槽與徑向槽一一對應(yīng)，并分別連通，每個軸向槽和與其對應(yīng)的徑向槽共同設(shè)置有定子繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圓壁面上均布有多個第一永磁體，并圍繞著軸均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別呈放射線狀均布有多個第二永磁體，定子繞組是多相對稱繞組。
文檔編號H02K1/00GK101345440SQ20081006454
公開日2009年1月14日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者孫紅超, 琳 沈, 羅昌德, 萍 鄭 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)