[实用新型]一种采用模块化非晶合金定子的轴向永磁电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴向永磁电机，具体涉及一种采用模块化非晶合金定子的轴向永磁电机，属于电机设计和制造技术领域。

背景技术

随着能源问题的日趋严重，风力发电、电动汽车等新能源领域飞速发展，这些领域都要求电机要有极高的效率和功率密度。为满足这些要求，各种新结构、新材料被不断引入电机设计和制造中。

轴向永磁电机相较传统径向电机，具有更高的转矩密度，因而受到了国内外研究人员的广泛关注。但轴向电机一直未能像径向电机那样在工业界广泛应用。这主要是由于现有结构的轴向电机的定子制造困难，装配不方便。

美国专利US 6,838,800B2、US 6,744,168B2、日本专利JP 2006344729A、JP 2007049804A、中国专利CN 1862928A分别公开了数种应用于径向电机的定子模块化构建技术。这些技术可以显著提高电机的装配速度和生产效率，目前已在业界广泛应用，收到了很好的效果。将类似技术引入轴向电机中，以解决定子制造和装配难度，是非常有前景的。中国实用新型专利申请CN 1417921A公开的技术作了这种尝试，但其单边结构会引起单边磁拉力，限制了其在大功率场合的应用。

在电机结构一定的情况下，提高电机功率密度的直接方法是增加电机的磁负荷(即增大定子铁心以及气隙中的磁感应强度)或转速。目前在电机中广泛应用的定子铁心材料是无取向硅钢片。但硅钢片在磁感应强度较高或频率较高时，电机的损耗会严重增加。这限制了电机功率密度的进一步提高。目前已经在变压器中有所应用的非晶合金具有非常优异的软磁性能，其磁导率、电阻率较硅钢片高，矫顽力、涡流效应较硅钢片小。如果将非晶合金应用于电机，尤其是高速稀土永磁电机中，将能进一步提高电机的功率密度。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种定子易于制造与安装的采用模块化非晶合金定子的轴向永磁电机，具有较高的功率密度。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型包括定子和转子，转子包括左转子盘和与左转子盘固联为一体的右转子盘；定子包括定子轴和设置在定子轴上的定子圆盘；左转子盘及右转子盘分别设置在定子圆盘两侧的定子轴上；定子圆盘包括M个定子模块，M个定子模块首尾依次连接形成闭合环，其中，M为能够被3整除的整数；定子模块包括中间开有安装孔的绝缘骨架、设置在安装孔中的非晶合金叠片和绕制在绝缘骨架外表面的线圈。

上述左转子盘和右转子盘均包括通过轴承安装在定子轴上的转子壳、设置在转子壳内表面的转子背铁和安装在转子背铁内表面的P个永磁体，转子壳上至少设有三个用作电机机械接口的转子螺纹孔；其中，P为不小于2的偶数，M除以M与p的最大公约数所得之商是3的正整数倍，M/(3×p)所得结果必须小于等于0.5。从而，保证电机能够稳定地工作。

上述P个永磁体按磁极相间的顺序沿转子背铁圆周均匀分布，左转子盘上的永磁铁与右转子盘上相对的永磁铁平行且磁极相反。

上述左转子盘的转子壳与右转子盘的转子壳通过紧固件固联为一体。

上述转子背铁采用的是导磁钢，转子壳采用的是非导磁材料，轴承采用的是磁电机轴承。

上述定子轴上设有引线孔。

上述M个定子模块上的线圈首尾相连形成三相定子绕组，三相定子绕组的端部从引线孔中引出，形成电机电气接口。

上述绝缘骨架的两侧均设有齿和与齿相适配的槽，各定子模块通过齿及槽卡扣连接。

上述定子圆盘和定子轴通过塑封材料塑封为一体。塑封材料不仅起到了固定左右，还可保护铜线、非晶合金叠片不受外界环境的破坏，同时也增大了绕组散热面。

上述非晶合金叠片是由经退火处理的非晶合金带材叠压而成。

本实用新型可以在简化轴向永磁电机制造装配过程中，方便地将非晶合金应用于电机定子制造，从而降低了电机铁耗，提高了电机生产效率、运行效率和功率密度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图(不包括转子壳、轴承、定子轴)

图3为单边的转子背铁与永磁体的结构示意图；

图4为电机相邻两个极面下磁通路径的示意图；

图5为构成一个定子模块的绝缘骨架、非晶合金叠片、线圈的轴侧图；

图6为一个装配完成的定子模块轴侧图；

图7为定子的结构示意图(不包括塑封材料)；