本技術(shù)涉及軸向磁通永磁電機(jī)，特別涉及一種三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、單定子單轉(zhuǎn)子式軸向磁通永磁電機(jī)由于只有一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子組合，其能量轉(zhuǎn)換能力可能受限，功率密度相對(duì)較低；同時(shí)，單結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致內(nèi)部熱量積聚，尤其是在高功率運(yùn)行時(shí)，散熱成為一個(gè)挑戰(zhàn)，可能影響電機(jī)的持續(xù)運(yùn)行能力和壽命；此外，單定子單轉(zhuǎn)子式軸向磁通永磁電機(jī)由于自身設(shè)計(jì)問(wèn)題帶來(lái)的不可避免轉(zhuǎn)子不平衡軸向拉力，會(huì)影響轉(zhuǎn)子的定位和穩(wěn)定性，特別是在高速運(yùn)行時(shí)，這種影響可能更加明顯，還會(huì)增加軸承的負(fù)載，可能導(dǎo)致軸承磨損加劇，縮短軸承的使用壽命，此外還會(huì)導(dǎo)致電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)和噪音，影響電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性和可靠性；最后，單定子單轉(zhuǎn)子式軸向磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)較高，也會(huì)帶來(lái)振動(dòng)和噪音，影響電機(jī)輸出的品質(zhì)和運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

2、對(duì)于多盤復(fù)合結(jié)構(gòu)的軸向磁通永磁電機(jī)雖然能夠提供較大的轉(zhuǎn)矩密度，但裝配和設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，多個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)相互作用可能導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡，引起振動(dòng)和噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決軸向磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度小、振動(dòng)和噪聲大等問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，采用的技術(shù)方案如下：

2、一種三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，包括：

3、沿軸向依次分布的第一定子盤、上轉(zhuǎn)子盤、第二定子盤、下轉(zhuǎn)子盤以及第三定子盤；

4、所述第一定子盤靠近上轉(zhuǎn)子盤一側(cè)、第二定子盤軸向兩側(cè)以及第三定子盤靠近下轉(zhuǎn)子盤一側(cè)均設(shè)置有定子齒，定子齒內(nèi)分別設(shè)置有繞組；

5、所述上轉(zhuǎn)子盤由上轉(zhuǎn)子鐵芯和固定連接于上轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩側(cè)的第一永磁體組和第二永磁體組組成；

6、所述下轉(zhuǎn)子盤由下轉(zhuǎn)子鐵芯和固定連接于下轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩側(cè)的第三永磁體組和第四永磁體組組成；

7、第一永磁體組、第二永磁體組、第三永磁體組以及第四永磁體組均由多組永磁體組成，多組永磁體沿各自轉(zhuǎn)子鐵芯圓周方向均勻間隔分布；

8、所述第一永磁體組與第二永磁體組之間在上轉(zhuǎn)子鐵芯圓周方向上錯(cuò)位夾角為θ，所述第三永磁體組和第四永磁體組在下轉(zhuǎn)子鐵芯圓周方向上錯(cuò)位夾角為θ/2。

9、優(yōu)選的，所述θ=360°/[s*p/gcd（s,p）]，其中，s和p為單轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)槽數(shù)和極對(duì)數(shù)，gcd（s,p）為s和p的最大公約數(shù)。

10、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)子鐵芯和下轉(zhuǎn)子鐵芯上軸向相對(duì)設(shè)置的兩永磁體之間均偏移設(shè)置?。

11、優(yōu)選的，所述第一永磁體組、第二永磁體組、第三永磁體組以及第四永磁體組上的永磁體縱截面均為由兩條圓弧線、兩條直線段組成的扇形結(jié)構(gòu)，兩條圓弧段分別與轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)圓和外圓重疊，直線內(nèi)外兩端分別連接于兩條圓弧段同一側(cè)的端點(diǎn)之間，并且直線段內(nèi)端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線與直線外端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線的夾角γ=θ/4。

12、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)子鐵芯或下轉(zhuǎn)子鐵芯上軸向相對(duì)設(shè)置的兩永磁體直線段至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線與直線外端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線的夾角相同且偏轉(zhuǎn)方向相反。

13、優(yōu)選的，所述第一定子盤、第二定子盤以及第三定子盤上軸向相鄰的兩繞組之間供電相位差依次為p*θ/2、p*θ/4、p*θ/2。

14、本實(shí)用新型的有益效果在于：

15、1、采用三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，可以有效提高電機(jī)功率密度、降低同輸出功率下的電機(jī)體積；

16、2、第一永磁體組與第二永磁體組軸向錯(cuò)位θ，第三永磁體組與第四永磁體組周向錯(cuò)位θ/2，可以使上轉(zhuǎn)子盤和下轉(zhuǎn)子盤各自上下面受到齒槽轉(zhuǎn)矩波紋波峰和波谷疊加，各自轉(zhuǎn)子盤軸向上下面受到的總齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)降低，并且第二永磁體組與第三永磁體組周向同向或反向錯(cuò)位θ/2，使上轉(zhuǎn)子盤和下轉(zhuǎn)子盤之間的齒槽轉(zhuǎn)矩波峰值和谷值進(jìn)一步疊加，進(jìn)一步降低總齒槽轉(zhuǎn)矩；

17、3、通過(guò)限定永磁體形狀以及同一轉(zhuǎn)子盤上軸向相對(duì)的兩永磁體偏移布置，可實(shí)現(xiàn)總體輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩的降低，減小振動(dòng)和噪音，提高電機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性以及可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，所述θ=360°/[s*p/gcd（s,p）]，其中，s和p為單轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)槽數(shù)和極對(duì)數(shù)，gcd（s,p）為s和p的最大公約數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)子鐵芯和下轉(zhuǎn)子鐵芯上軸向相對(duì)設(shè)置的兩永磁體之間均偏移設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，所述第一永磁體組、第二永磁體組、第三永磁體組以及第四永磁體組上的永磁體縱截面均為由兩條圓弧線、兩條直線段組成的扇形結(jié)構(gòu)，兩條圓弧段分別與轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)圓和外圓重疊，直線內(nèi)外兩端分別連接于兩條圓弧段同一側(cè)的端點(diǎn)之間，并且直線段內(nèi)端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線與直線外端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線的夾角γ=θ/4。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)子鐵芯或下轉(zhuǎn)子鐵芯上軸向相對(duì)設(shè)置的兩永磁體直線段至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線與直線外端至轉(zhuǎn)子盤圓心之間連線的夾角相同且偏轉(zhuǎn)方向相反。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，其特征在于，所述第一定子盤、第二定子盤以及第三定子盤上軸向相鄰的兩繞組之間供電相位差依次為p*θ/2、p*θ/4、p*θ/2。

技術(shù)總結(jié)
為了解決軸向磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度小、振動(dòng)和噪聲大等問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種三定子盤、雙轉(zhuǎn)子盤式軸向磁通永磁電機(jī)，包括沿軸向依次分布的第一定子盤、上轉(zhuǎn)子盤、第二定子盤、下轉(zhuǎn)子盤以及第三定子盤；上轉(zhuǎn)子盤由上轉(zhuǎn)子鐵芯和固定連接于上轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩側(cè)的第一永磁體組和第二永磁體組組成；下轉(zhuǎn)子盤由下轉(zhuǎn)子鐵芯和固定連接于下轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩側(cè)的第三永磁體組和第四永磁體組組成；第一永磁體組與第二永磁體組之間周向錯(cuò)位夾角為θ，第三永磁體組和第四永磁體組周向錯(cuò)位夾角為θ/2，通過(guò)該結(jié)構(gòu)設(shè)置，兩個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩波紋和齒槽轉(zhuǎn)矩波紋峰值和谷值疊加，有效降低總體輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩，減小振動(dòng)和噪音，提高運(yùn)行的安全穩(wěn)定性以及可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：泰安市土撥鼠機(jī)電設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240606
技術(shù)公布日：2024/12/19