本發(fā)明涉及電機磁場調(diào)制領(lǐng)域，具體為一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機。

背景技術(shù)：

1、軸向磁通電機又稱為盤式電機，具有一些徑向磁通電機不可比擬的優(yōu)點，如冷卻調(diào)節(jié)較好，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，半徑與軸向長度比大，因此十分適合于一些對電機尺寸與外形有特殊要求的應(yīng)用場合，在大轉(zhuǎn)矩應(yīng)用場合與高性能伺服系統(tǒng)中都有著巨大的發(fā)展與應(yīng)用前景，由于加工技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及高性能的永磁材料發(fā)展，永磁盤式電機迅速發(fā)展，在機器人、電動汽車、離心機等許多生活和工業(yè)應(yīng)用的場合得到了廣泛應(yīng)用。

2、自從磁場調(diào)制式永磁齒輪的概念被提出并得到廣泛研究后，永磁磁場調(diào)制電機在傳統(tǒng)的永磁電機中引入了調(diào)制極結(jié)構(gòu)，根據(jù)磁場調(diào)制原理，利用特殊的諧波效應(yīng)，調(diào)制低極對數(shù)高轉(zhuǎn)速的定子電樞繞組磁場，獲得可以與高極對數(shù)低轉(zhuǎn)速的永磁體磁場相匹配的諧波磁場分量以提高轉(zhuǎn)矩密度適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場合。

3、目前永磁電機主要通過調(diào)節(jié)磁動勢和磁路磁阻兩種方法來調(diào)節(jié)電機磁場，但是，調(diào)節(jié)磁動勢的方法需要增加額外的勵磁繞組，導(dǎo)致銅耗的增加從而降低電機的效率，或是導(dǎo)致永磁體面臨的退磁風(fēng)險增加，而調(diào)節(jié)磁路磁阻的方法則需要更為復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，降低電機運行的可靠性，為此我們提出了一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，包括電機本體，所述電機本體內(nèi)部設(shè)置有定子和轉(zhuǎn)子，所述定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有沿軸向同軸設(shè)置的固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)，所述可動調(diào)制環(huán)和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有軸向氣隙，形成單定子雙調(diào)制環(huán)單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

3、所述固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)均包括導(dǎo)磁塊和環(huán)形非導(dǎo)磁圈，若干個所述導(dǎo)磁塊沿圓周方向固定安裝在環(huán)形非導(dǎo)磁圈的外側(cè)；

4、所述固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)區(qū)別之處在于，所述固定調(diào)制環(huán)固定安裝在定子和轉(zhuǎn)子之間，所述可動調(diào)制環(huán)活動連接在定子和轉(zhuǎn)子之間；

5、所述固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)之間，通過可動調(diào)制環(huán)的旋轉(zhuǎn)使固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)上兩組導(dǎo)磁塊軸向錯開形成磁場通路，調(diào)整定子與轉(zhuǎn)子之間永磁磁場的耦合程度。

6、進(jìn)一步的：所述定子包括定子鐵芯和定子電樞繞組，所述定子鐵芯一側(cè)設(shè)置有軸向定子軛以及若干個沿圓周方向均勻分布在軸向定子軛上的軸向定子齒，所述定子電樞繞組跨槽繞制于軸向定子齒上。

7、進(jìn)一步的：所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子永磁體，所述轉(zhuǎn)子永磁體沿圓周方向均勻分布在轉(zhuǎn)子鐵芯上。

8、進(jìn)一步的：所述固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)上導(dǎo)磁塊個數(shù)均等于定子電樞繞組和轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)之和。

9、進(jìn)一步的：所述定子電樞繞組產(chǎn)生的磁場經(jīng)過固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)調(diào)制后，產(chǎn)生的調(diào)制磁場空間諧波極對數(shù)與所述轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的永磁磁場極對數(shù)相同。

10、進(jìn)一步的：所述轉(zhuǎn)子永磁體采用交替極軸向充磁或者h(yuǎn)albach型充磁方式。

11、進(jìn)一步的：所述環(huán)形非導(dǎo)磁圈由低導(dǎo)磁率材料制成。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、1、本發(fā)明中，本發(fā)明電機采用固定調(diào)制環(huán)與可動調(diào)制環(huán)組成的雙層調(diào)制環(huán)，通過調(diào)整可動調(diào)制環(huán)上導(dǎo)磁塊的位置對內(nèi)部磁場強度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同運行條件和性能要求，在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)整磁場強度，從而優(yōu)化電機性能，使其能夠適應(yīng)更廣泛的工作條件和負(fù)載要求；

14、2、不同于傳統(tǒng)的通過調(diào)節(jié)磁動勢或磁路磁阻的磁場調(diào)節(jié)方法，不需要增加勵磁繞組、降低永磁體退磁風(fēng)險，也不需要設(shè)置復(fù)雜的輔助機械裝置，簡化電機結(jié)構(gòu)，降低電機成本，增加電機運行的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，包括電機本體，所述電機本體內(nèi)部設(shè)置有定子(1)和轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于：所述定子(1)和轉(zhuǎn)子(4)之間設(shè)置有沿軸向同軸設(shè)置的固定調(diào)制環(huán)(2)和可動調(diào)制環(huán)(3)，所述可動調(diào)制環(huán)(3)和轉(zhuǎn)子(4)之間設(shè)置有軸向氣隙，形成單定子雙調(diào)制環(huán)單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述定子(1)包括定子鐵芯(1-1)和定子電樞繞組(1-2)，所述定子鐵芯(1-1)一側(cè)設(shè)置有軸向定子軛以及若干個沿圓周方向均勻分布在軸向定子軛上的軸向定子齒，所述定子電樞繞組(1-2)跨槽繞制于軸向定子齒上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子(4)包括轉(zhuǎn)子鐵芯(4-1)和轉(zhuǎn)子永磁體(4-2)，所述轉(zhuǎn)子永磁體(4-2)沿圓周方向均勻分布在轉(zhuǎn)子鐵芯(4-1)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述固定調(diào)制環(huán)(2)和可動調(diào)制環(huán)(3)上導(dǎo)磁塊(2-1)個數(shù)均等于定子電樞繞組(1-2)和轉(zhuǎn)子永磁體(4-2)極對數(shù)之和。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述定子電樞繞組(1-2)產(chǎn)生的磁場經(jīng)過固定調(diào)制環(huán)(2)和可動調(diào)制環(huán)(3)調(diào)制后，產(chǎn)生的調(diào)制磁場空間諧波極對數(shù)與所述轉(zhuǎn)子永磁體(4-2)產(chǎn)生的永磁磁場極對數(shù)相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子(4)采用交替極軸向充磁或者h(yuǎn)albach型充磁方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，其特征在于：所述環(huán)形非導(dǎo)磁圈(2-2)由低導(dǎo)磁率材料制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電機磁場調(diào)制領(lǐng)域，具體為一種具有雙層導(dǎo)磁塊的軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機，包括電機本體，所述電機本體內(nèi)部設(shè)置有定子和轉(zhuǎn)子，所述定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有沿軸向同軸設(shè)置的固定調(diào)制環(huán)和可動調(diào)制環(huán)，所述可動調(diào)制環(huán)和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有軸向氣隙，形成單定子雙調(diào)制環(huán)單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；本發(fā)明所述電機采用固定調(diào)制環(huán)與可動調(diào)制環(huán)組成的雙層調(diào)制環(huán)，通過調(diào)整可動調(diào)制環(huán)上導(dǎo)磁塊的位置對內(nèi)部磁場強度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同運行條件和性能要求，在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)整磁場強度，從而優(yōu)化電機性能，使其能夠適應(yīng)更廣泛的工作條件和負(fù)載要求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉玉龍,江驍洵
受保護的技術(shù)使用者：華僑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26