專利名稱：新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動(dòng)力傳遞設(shè)備，具體涉及一種基于磁性齒輪的復(fù)合式永磁同步電機(jī)的外定子。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的低速大轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)一般是電機(jī)與機(jī)械變速齒輪的組合。但是，機(jī)械傳動(dòng)部件 (如齒輪變速箱)的日常維護(hù)以及易磨損件的更換需要付出額外的代價(jià)，而且對(duì)于遠(yuǎn)距離運(yùn)行系統(tǒng)(如風(fēng)力發(fā)電、潮汐能發(fā)電)其經(jīng)常性維護(hù)的成本將異常昂貴；機(jī)械傳動(dòng)部件之間的間隙和摩擦損耗，使高精度控制難以實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的可靠性和效率、且產(chǎn)生噪聲；電機(jī)和機(jī)械變速裝置還需要較大的安裝空間。為此，名為直接驅(qū)動(dòng)復(fù)合型永磁電機(jī)的中國(guó)發(fā)明專利(公開號(hào)101330234)公開了一種將高性能磁性齒輪直接與一臺(tái)普通永磁無(wú)刷電機(jī)復(fù)合的新型永磁電機(jī)，該電機(jī)的內(nèi)部是一臺(tái)普通的外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，該永磁電機(jī)的外轉(zhuǎn)子即為磁性齒輪的高速轉(zhuǎn)子，即磁性齒輪的內(nèi)轉(zhuǎn)子，因此具有三層氣隙，但三層氣隙給機(jī)械加工帶來(lái)了較大的困難。置于內(nèi)側(cè)的電樞繞組也難以散熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的定子結(jié)構(gòu)，將普通永磁電機(jī)的外定子與同心式磁性齒輪的外定子相結(jié)合，形成新型的復(fù)合式永磁電機(jī)。其電樞繞組采取集中繞組形式，在保證高轉(zhuǎn)矩密度的同時(shí)，減少加工工藝，同時(shí)方便電樞繞組散熱，提高實(shí)用價(jià)值。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)，包括永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)、外定子鐵芯，其特征在于外定子鐵芯上開設(shè)有電樞槽， 電樞槽里有電樞繞組，在外定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有永磁體，相鄰的永磁體極性相異，外定子鐵芯由前支架和后支架固定，前支架和后支架上有與外定子鐵芯同軸線的軸孔，在一個(gè)軸孔上安裝有永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子，另一個(gè)軸孔上安裝有調(diào)磁環(huán)，調(diào)磁環(huán)與外定子鐵芯內(nèi)側(cè)面上的永磁體相對(duì)，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子位于調(diào)磁環(huán)內(nèi)側(cè)面。其特征在于外定子鐵芯與調(diào)磁環(huán)之間為外層氣隙，調(diào)磁環(huán)與永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子之間為內(nèi)層氣隙。其特征在于永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁鋼有2m塊， 調(diào)磁鐵芯的磁鋼有W+N2塊，外定子鐵芯的永磁體有2N2塊，外定子鐵芯的電樞槽為2附+2 個(gè)，Nl和N2為自然數(shù)，Nl為大于等于1，N2大于W。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)由于電樞繞組安置在外定子，與內(nèi)轉(zhuǎn)子組成一臺(tái)普通永磁同步電機(jī)，相比原來(lái)的同心式磁性齒輪，沒(méi)有增加氣隙，方便機(jī)械加工。繞組置于外側(cè)，散熱性能比內(nèi)定子大大改善。


下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為本發(fā)明的外定子的剖面圖。
圖3為本發(fā)明的電樞繞組連接圖，501——512為12個(gè)電樞繞組，21、22、23為依次為三相繞組的進(jìn)線端，31、32、33為三相繞組的出線端。
具體實(shí)施例方式圖中包括永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子1、調(diào)磁環(huán)2、外定子鐵芯3，其特征在于外定子鐵芯上開設(shè)有電樞槽4，電樞槽里有電樞繞組5，在外定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有永磁體6，相鄰的永磁體極性相異，外定子鐵芯由前支架7和后支架8固定，前支架和后支架上有與外定子鐵芯同軸線的軸孔9，在一個(gè)軸孔上安裝有永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子，另一個(gè)軸孔上安裝有調(diào)磁環(huán)，調(diào)磁環(huán)與外定子鐵芯內(nèi)側(cè)面上的永磁體相對(duì)，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子位于調(diào)磁環(huán)內(nèi)側(cè)面。其特征在于外定子鐵芯與調(diào)磁環(huán)之間為外層氣隙10，調(diào)磁環(huán)與永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子之間為內(nèi)層氣隙11。其特征在于永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁鋼12有2m塊，調(diào)磁環(huán)鐵芯的磁鋼13有m+N2塊，外定子鐵芯的永磁體有2N2 塊，外定子鐵芯的電樞槽為2附+2個(gè)，Nl和N2為自然數(shù)，Nl為大于等于1，N2為大于附。本發(fā)明的一個(gè)特例，Nl=5, N2=24，即形成一臺(tái)2 Nl (10)極，2 N1+2 (12)槽的復(fù)合式永磁電機(jī)。外定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面上貼有2 N2 (48)塊永磁體6，且相鄰永磁體6極性相異，外定子鐵心中均布了 Sl到S12共12個(gè)電樞槽4，每個(gè)電樞槽中有1個(gè)電樞繞組5，共12 個(gè)電樞繞組5。三相電樞繞組采用雙層集中繞組形式，每槽跨距為150度電角度。該繞組具有繞制方便，端部較短的優(yōu)點(diǎn)。永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁鋼有2 Nl (10)塊，調(diào)磁環(huán)的磁鋼有m+N2 (29)塊。新型外定子磁性齒輪復(fù)合電機(jī)的工作原理是將一臺(tái)普通外定子永磁無(wú)刷電機(jī)與一臺(tái)同心式磁性齒輪(采用固定外磁鋼，調(diào)磁環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子按一定速比旋轉(zhuǎn)的方式)耦合在一起。具體為將磁齒輪的內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成高速轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子也即普通外定子永磁無(wú)刷電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子。保留磁齒輪的調(diào)磁環(huán)和外定子磁鋼，但是在外定子永磁體的鐵心軛部增加一層電樞槽，繞有電樞繞組。這樣，當(dāng)給外定子繞組通三相電流時(shí)，產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng)與內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，使得內(nèi)轉(zhuǎn)子高速同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)外定子磁鋼和調(diào)磁環(huán)的調(diào)制作用，在調(diào)磁環(huán)上獲得低速大轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)高速電機(jī)的控制和系統(tǒng)的低速大轉(zhuǎn)矩輸出。
權(quán)利要求
1.新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)，包括永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)、外定子鐵芯， 其特征在于外定子鐵芯上開設(shè)有電樞槽，電樞槽里有電樞繞組，在外定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有永磁體，相鄰的永磁體極性相異，外定子鐵芯由前支架和后支架固定，前支架和后支架上有與外定子鐵芯同軸線的軸孔，在一個(gè)軸孔上安裝有永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子，另一個(gè)軸孔上安裝有調(diào)磁環(huán)，調(diào)磁環(huán)與外定子鐵芯內(nèi)側(cè)面上的永磁體相對(duì)，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子位于調(diào)磁環(huán)內(nèi)側(cè)面。
2.按權(quán)利要求1所述的新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)，其特征在于外定子鐵芯與調(diào)磁環(huán)之間為外層氣隙，調(diào)磁環(huán)與永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子之間為內(nèi)層氣隙。
3 按權(quán)利要求1所述的新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)，其特征在于永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁鋼有2m塊，調(diào)磁鐵芯的磁鋼有m+N2塊，外定子鐵芯的永磁體有2N2塊，外定子鐵芯的電樞槽為2m+2個(gè)，Nl和N2為自然數(shù)，Nl大于等于1，N2大于m。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型集中繞組外定子的磁性齒輪復(fù)合電機(jī)。包括永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)、外定子鐵芯，其特征在于外定子鐵芯上開設(shè)有電樞槽，電樞槽里有電樞繞組，在外定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有永磁體，相鄰的永磁體極性相異，外定子鐵芯由前支架和后支架固定，前支架和后支架上有與外定子鐵芯同軸線的軸孔，在一個(gè)軸孔上安裝有永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子，另一個(gè)軸孔上安裝有調(diào)磁環(huán)，調(diào)磁環(huán)與外定子鐵芯內(nèi)側(cè)面上的永磁體相對(duì)，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子位于調(diào)磁環(huán)內(nèi)側(cè)面。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)由于電樞繞組安置在外定子，與內(nèi)轉(zhuǎn)子組成一臺(tái)普通永磁同步電機(jī)，相比原來(lái)的同心式磁性齒輪，沒(méi)有增加氣隙，方便機(jī)械加工。繞組置于外側(cè)，散熱性能比內(nèi)定子大大改善。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102545510SQ20101058809
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者江建中, 龔宇 申請(qǐng)人:江建中, 龔宇