[发明专利]一种新型横向磁通电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁电机，尤其是涉及一种新型横向磁通电机。

背景技术

电力推进系统以其生命力强、噪声小、运行成本低、布置灵活等优点将逐渐成为未来船舶的首选推进方式。推进电机的体积重量和它的输出转矩成正比，而船舶需要低转速、大转矩的推进系统，推进电机体积重量往往限制了电力推进的应用。急需开发一种更紧凑的推进电动机来满足船舶这种高转矩密度的需求。通常认为在低速大转矩的推进电机中，横向磁通永磁电机的转矩密度可达到常规电机的3-6倍。横向磁通永磁电机的相与相之间不存在电磁耦合关系，每相可单独供电，这就意味着即使某相发生故障，可将其切除，而不会影响其他相降功率继续运行，大大提高了电力推进系统的可靠性。然而常见的C型拓扑结构横向磁通电机定转子铁芯一般采用软铁经机械加工或由粉末软磁复合材料SMC压制而成，这两种材料的磁性能都比硅钢片差，而软铁的涡流损耗较高，这限制了横向磁通电机的电磁性能的充分发挥。本发明中定转子铁芯均采用叠片结构技术，可同时满足高导磁率和低铁耗，改善了横向磁通电机的电磁性能。

所以,取消横向磁通电机采用的软铁或由粉末软磁复合材料SMC压制而成的定转子铁芯，灵活采用高导磁性能低损耗的定转子硅钢片结构是高性能横向磁通电机研制的关键。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种克服传统C型拓扑结构的横向磁通电机定转子铁芯难以兼顾高导磁和低损耗的不足，同时具有结构设计灵活简单，装配简易，导磁材料利用率高，经济性好，电机的加工制造方便的一种新型横向磁通电机。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种新型横向磁通电机，其特征在于，包括定子机座以及沿周向均匀固定在所述定子机座上由若干定子磁极单元构成的至少一层环形定子磁极；还包括转子母板以及沿周向均匀固定在转子母板上由若干转子磁极单元构成的至少一层环形转子磁极。

本发明创造性的提出一种新型横向磁通电机定转子叠片结构技术，包括定子叠片结构技术和转子叠片结构技术。定子叠片结构特征在于定子盘由镂空机座和多个定子磁极单元构成，定子磁极单元由铁芯、磁极基板、磁极压板组装而成。铁芯采用硅钢片结构，由不同形状硅钢片沿周向叠压而成，当转子磁极层数为n时，定子磁极硅钢片种类也为n，定子冲片形状为在C形铁心的基础上，逐层引入过渡铁心n-1层，如双层时，定子铁心为C形和E形的组合，三层时为C形、E形和                                                 形的组合，依次类推。利用特制螺栓通过磁极压板将定子铁芯固定在定子磁极基板上，组装完成的定子磁极单元利用定子磁极基板与镂空机座之间的螺栓和键槽结构实现初装的精确定位，然后通过与机座和固定内环的焊接最终实现定子铁芯的周向、径向和轴向的固定。转子叠片结构特征在于转子盘为双多层、双转子叠片结构，转子盘主要包括：转子母板、硅钢片、磁钢、压环以及定位固定螺栓。每层的转子叠片铁芯由形状不规则的硅钢片沿轴向叠压而成，不同层之间的转子叠片形状近似、面积逐层减小，叠片通过特制的定位螺栓固定在共用的转子母板两侧。两侧的叠片铁芯互错90⁰电角度，磁钢斜一个极设置在转子铁芯之间，层压环用来防止磁钢轴向的松动，同时层压环与转子铁芯采用合适的配合，也可对松散的转子结构起到一定的牵制归整作用。转子的磁路结构为双多层内置聚磁型斜极结构。

作为优选，所述的定子磁极单元包括一端与上述定子机座垂直固定的磁极基板，以及通过固定螺栓将厚度一定的不同定子铁芯固定在所述磁极基板的一侧。

作为优选，所述的磁极基板的两侧均固定有定子铁芯，且定子铁芯和定子铁芯固定螺栓之间还设置有一磁极压板，所述定子铁芯固定螺栓穿过磁极压板将定子铁芯固定在磁极基板的两侧。

作为优选，所述转子磁极单元包括一端通过转子铁芯螺栓垂直固定在上述转子母板上的斜极转子叠片铁芯，所述转子叠片铁芯之间安装斜一极的磁钢，所述磁钢另一端通过一环形压环将磁钢固定在转子母板上。

作为优选，所述的转子铁芯螺栓和转子叠片铁芯还设有一铁芯压板，所述转子铁芯螺栓穿过铁芯压板将转子叠片铁芯固定在上述转子母板上。

作为优选，所述转子磁极单元垂直设置在转子母板的上端面和下端面，所述设置在上端面的转子磁极单元与设置在下端面的转子磁极单元互错90⁰电角度装配固定，所述转子母板的上端面和下端面的转子磁极单元整体构成一层环形转子磁极。