[发明专利]低损耗高机械可靠性的调制环转子

说明书

技术领域

本发明涉及低损耗高机械可靠性的调制环转子，属于永磁电机领域。

背景技术

基于磁场调制原理的无刷双转子电机具有两个转速彼此独立的转子以及转轴，可实现双轴独立驱动。它解决了以往有刷双转子电机中，由于采用电刷滑环结构导致的运行效率下降、可靠性降低而且需要经常维护问题，以及带有电枢绕组转子的发热严重和动平衡问题。因此，在电动汽车、风力发电、鱼雷推进等场合具有广阔的应用前景。

这种基于磁场调制原理的无刷双转子电机的工作原理已经在专利号为ZL201010274167.9、ZL201010274160.7、ZL201010274156.0、ZL201010274135.9、ZL201010274669.1、ZL201010274337.3、ZL201010274329.9和ZL201010274325.0中进行了详细阐述。通过对这种电机工作原理的分析可知，能够实现这种电机工作的核心部件就是调制环转子。从理论分析上调制环转子是由导磁块和非导磁块构成，它的作用是：一方面将永磁转子的永磁磁场调制成与定子电枢磁场极对数相同的磁场，从而与定子电枢磁场作用产生转矩；另一方面将定子电枢磁场调制成与永磁转子的永磁磁场极对数相同的磁场，从而与永磁转子的永磁磁场作用产生转矩。因此，可以看出调制环转子是实现这种基于磁场调制原理的无刷双转子电机工作的关键所在。

在实际的电机结构中，导磁块是由导磁材料构成，非导磁块是由非导磁材料构成。导磁材料可以选择硅钢片、实心铁、软磁复合材料或软磁铁氧体等导磁性能好的材料；非导磁材料可以选择空气或者环氧树脂或不导磁钢等非导磁材料。而调制环转子中用目前的导磁材料所构成的导磁块在电机磁场作用下都会产生损耗，不同导磁材料产生的损耗是不同的，相同体积下由硅钢片材料构成导磁块的损耗最小，而由实心铁材料构成导磁块的损耗最大。

而在电机运行时，调制环转子要传递一定的扭矩，还要承受高速旋转的离心力以及磁场产生的磁场拉力，因此调制环转子要有很高的机械强度才能保证电机可靠运行。

因而在实际的电机运行中，就会存在这样一个矛盾问题：要么所用的导磁材料能够使调制环转子的损耗很低，但却不具备很高的机械强度使调制环转子能够承受一定的扭矩、高速旋转产生的离心力和磁场产生的磁场拉力，也就很难使这种电机进行实际工程应用；要么所用的导磁材料能够使调制环转子具有很高的机械强度，但是使调制环转子的损耗很大从而极大的降低了电机的效率，也就限制了电机的应用前景。

现有的调制环转子无法兼顾低损耗和高机械强度。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的调制环转子无法兼顾低损耗和高机械强度的问题，提供了一种低损耗高机械可靠性的调制环转子。

本发明所述低损耗高机械可靠性的调制环转子，它包括两个端环和n个导磁块单元，

端环的一个端面沿圆周方向均匀分布有n个凸爪，每个凸爪的外圆表面沿切向开有一个凹槽，端环的另一个端面上均匀分布有多个螺钉孔，

导磁块单元包括导磁块和两个销，两个销贯穿导磁块的宽度方向，且两个销平行设置，

两个端环平行设置，且两个端环的凸爪一一相对设置，两个端环之间设置有n个导磁块单元，

端环中每相邻两个凸爪之间设置一个导磁块，贯穿该导磁块的一个销设置在所述相邻两个凸爪的凹槽内并固接，贯穿该导磁块的另一个销设置在另一个端环中相邻两个凸爪的凹槽内并固接，

其中n为正整数。

导磁块由多片矩形的硅钢片叠压而成，硅钢片的叠压方向与调制环转子的轴向垂直。

导磁块的上、下侧面分别与端环的内、外圆表面在同一圆周上。

还可以进一步包括绑带，绑带缠绕固定在调制环转子的外圆表面上。

还可以进一步包括环氧树脂，环氧树脂填满端环和导磁块单元之间的空隙。

本发明的优点：本发明所述的调制环转子结构中，每个导磁块呈现为一个长方体状，那么当调制环转子旋转时会产生一定的阻力。因此，对调制环转子的内外侧进行加工使调制环转子内侧或外侧的导磁块边沿都在一个圆上，这样可以减少调制环转子旋转时的阻力。

在此基础上，也可以对调制环转子进行其他增强调制环转子机械强度的实施措施。从最终形成的调制环转子的结构上看，硅钢片采用垂直调制环转子轴线的叠压方式，从而形成具有很高机械强度的导磁块，是本发明的关键所在。