[发明专利]一种轴向磁通结构的高速永磁电机

说明书

技术领域

本发明属于电机设计、制造技术领域，具体涉及一种轴向磁通结构的高速永磁电机。

背景技术

高速永磁电机的电流频率很高，定子铁芯中会产生较大铁耗，使电机效率明显下降，如果损耗导致的发热严重，还会破坏绕组绝缘、导致永磁退磁，影响电机性能和使用寿命。目前降低电机铁耗的主要方法有两种，一是用性能优良的硅钢片，如0.35mm或者0.2mm厚的硅钢片。虽然薄硅钢片可以降低电机铁耗，但程度有限，同时电机的成本却会大幅增加。二是采用无铁芯轴向磁通电机，结构是在两个永磁盘间放置一个绕组盘，绕组直接绕制在支架上，没有铁芯。该结构电机没有定子铁耗，效率高，但也是因为没有铁芯，永磁体用量必须大幅增加，而且电机的功率密度和转矩密度也会因为没有铁芯而降低。

现在国内外对轴向磁通永磁电机的研究都越来越重视，中国发明专利CN201120030285.5、CN201120028025.4、CN201010230798.0、CN200920005255.1所涉及的永磁电机均为轴向磁场永磁，这些电机都仅仅考虑了无铁芯、发热对定子铁耗的影响，与本发明有明显的区别。

综上所述，现有技术在降低高速电机铁耗时都存在材料成本过高、电机转矩密度和功率密度下降等问题。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的不足，提供一种轴向磁通结构的高速永磁电机，在不提高电机成本、不降低电机转矩密度和功率密度的前提下，有效地降低电机铁耗，提高高速电机效率。

本发明采用的技术方案为：一种轴向磁通结构的高速永磁电机，包括三个转动盘和两个定子绕组盘，所述三个转动盘同轴固联在电机轴上，所述两个定子绕组盘分别固定安装在三个转动盘形成的两个气隙中；

所述三个转动盘包括一个永磁盘和两个定子背铁盘；所述永磁盘包括永磁背铁、开槽铝盘一、开槽铝盘二和永磁体，所述开槽铝盘一和开槽铝盘二通过螺栓固定在永磁背铁的两侧，所述永磁体嵌入开槽铝盘一和开槽铝盘二的槽内；所述两个定子背铁盘分别由定子背铁一和定子背铁二构成；

所述两个定子绕组盘由绕组盘一和绕组盘二构成，均包括绕组、绕组支座和绕组压盖，每个定子绕组盘均通过绕组支座安装在电机支座上。

作为优选，所述永磁背铁、定子背铁一和定子背铁二的外缘均开有均匀分布的若干螺纹孔，这些螺纹孔既可用来调节转子的动平衡，也可作为增重质量块的安装孔。

作为优选，所述永磁体均按极性均匀相间的顺序嵌入在开槽铝盘一和开槽铝盘二的槽内，每块永磁体均沿轴向充磁。

作为优选，所述绕组是由利兹线绕制而成的绕组经塑封固化而成的。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明将传统定子结构分离为随转子旋转的定子背铁和定子绕组两个部分，由于采用定子背铁随转子一起旋转的结构，消除了定子中高速旋转的磁场引起的定子铁耗。定子绕组采用利兹线绕制，极大地降低了绕组的涡流损耗。与现有技术相比，在不提高电机成本、不降低电机转矩密度和功率密度的前提下，有效地降低电机损耗，提高高速电机效率。

附图说明

图1为本发明电机的结构示意图；

图2为本发明开槽铝盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明：

如图1和2所示，一种轴向磁通结构的高速永磁电机，包括三个转动盘和两个定子绕组盘，所述三个转动盘同轴固联在电机轴上，所述两个定子绕组盘分别固定安装在三个转动盘形成的两个气隙中；

所述三个转动盘包括一个永磁盘和两个定子背铁盘；所述永磁盘包括永磁背铁4、开槽铝盘一3、开槽铝盘二5和永磁体6，所述开槽铝盘一3和开槽铝盘二5通过螺栓固定在永磁背铁4的两侧，所述永磁体6嵌入开槽铝盘一3和开槽铝盘二5的槽内；所述两个定子背铁盘分别由定子背铁一1和定子背铁二8构成；

所述两个定子绕组盘由绕组盘一2和绕组盘二7构成，均包括绕组、绕组支座和绕组压盖，每个定子绕组盘均通过绕组支座安装在电机支座上。

所述永磁背铁4、定子背铁一1和定子背铁二8的外缘均开有均匀分布的若干螺纹孔9，这些螺纹孔9既可用来调节转子的动平衡，也可作为增重质量块的安装孔。所述永磁体6均按极性均匀相间的顺序嵌入在开槽铝盘一3和开槽铝盘二5的槽内，每块永磁体6均沿轴向充磁。所述绕组是由利兹线绕制而成的绕组经塑封固化而成的。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。