[发明专利]外转子电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种外转子电机，特别是低速大扭矩外转子永磁同步电机。

背景技术

现有外转子永磁同步电机通常包括外转子和位于所述外转子内的定子，所述定子固定安装在中心轴上，所述外转子的两端固定连接有固定盘，所述固定盘通过转子轴承与所述中心轴旋转连接，所述外转子包括筒状的转子壳体和固定设在转子壳体内的永磁体，定子包括由冲制铁心片叠置而成的定子铁心和嵌装在定子铁心上的绕组，绕组依据一定的方式连接交流电源，当绕组通电产生旋转磁场与外转子上的永磁体相互作用，驱动外转子绕中心轴旋转。但是，由于其永磁转子的励磁磁场或定子绕组都不是理想的正弦分布，当低速（包括超低速）运行时出现明显的脉动转矩，影响电机运行的稳定性，振动大，噪音高，严重妨碍着其在低速下的应用。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种外转子电机，这种电机可以在低速下运行，并且在低速下运行的稳定性好，振动小，噪音低。

本发明所采用的技术方案：一种外转子电机，包括外转子和位于所述外转子内的定子，所述定子固定安装在中心轴上，所述外转子的两端固定连接有固定盘，所述固定盘通过转子轴承与所述中心轴旋转连接，所述外转子包括筒状的转子壳体，所述转子壳体内固定设有若干永磁体，所述若干永磁体采用相同的瓦形六面体结构且沿周向和轴向两个方向规则排列，任一周向和任一轴向上排列的所述永磁体数量均为多个，所述永磁体的两个周向侧面呈内侧削角状的斜平面状，其削角角度为5-35度。

本发明的有益效果：由于采用了周向和轴向上规则排列的若干永磁体形成外转子磁场，有利于实现磁场结构的优化；特别是由于周向上采用了多个永磁体，且永磁体的两个周向侧面呈5-35度的内侧削角状的斜平面状，大幅度减小了磁场波形的畸变率；由于轴向上采用多个永磁体，有利于减小永磁体的长度，明显地消除或抑制了高次谐波。根据申请人的实验，相对于现有技术下的常规设计，本发明优选的实施例下，气隙磁场波形的畸变率可降低50%—80%，使气隙磁场波形畸变率控制在15%或10%以下，反电动势波形的畸变率控制在10%或8%以下，由此大幅度提高了电机的运行平稳性、降低了噪音、减小了转矩脉动且有助于增加转矩输出，特别适用于卷筒直驱（以外转子作为卷筒）的起重机、港机、塔机、电梯、卷扬机及其他类似场合。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2（a）、2（b）和2（c）分别为涉及永磁体横截面形状的三种实施例的示意图；

图3是本发明涉及永磁体安装结构的一个实施例的轴向示意图；

图4是本发明涉及永磁体安装结构的另一个实施例的轴向示意图；

图5是本发明涉及电机主体部分横截面的轴向示意图。

具体实施方式

参见图1-5，本发明提供的外转子电机包括外转子和位于所述外转子内的定子1，所述定子固定安装在中心轴2上，中心轴的两端分别固定支撑于两支座9内。所述外转子的两端固定连接有固定盘3，所述固定盘通过转子轴承4与所述中心轴旋转连接，所述外转子包括筒状的转子壳体5，所述转子壳体内固定设有若干永磁体6，所述若干永磁体采用相同的瓦形六面体结构且沿周向（沿圆周的方向）和轴向(平行于中心轴轴线的方向)两个方向规则排列，任一周向和任一轴向上排列的所述永磁体数量均为多个，所述永磁体的两个周向侧面呈内侧削角状的斜平面状，其削角角度θ为5-35度。当定子绕组通电后产生旋转磁场，驱动外转子转动并输出转矩。

优选地，所述若干永磁体在周向上和轴向上的规则分布方式为在周向上沿圆周对齐且均匀分布，在轴向上沿直线对齐且均匀分布，由此不仅有利于合理安排各永磁体的周向分布和轴向分布，实现磁场优化，而且结构简单，便于加工、安装和维护。

优选地，周向相邻的所述永磁体之间留有间距，由此有利于优化磁场和便于安装。

优选地，所述永磁体在所述转子壳体内的安装固定方式可以采用下列任意一种方式：

（1）参见图3，所述转子壳体的内表面设有若干轴向延伸、周向间隔排列的且与所述永磁体的形状和尺寸相适应的燕尾槽，所述永磁体嵌装在相应的燕尾槽内；

（2）参见图4，周向相邻的所述永磁体之间设有轴向延伸的固定压条7，所述轴向延伸的固定压条通过螺钉紧固在所述转子壳体上并与所述永磁体的两侧侧面紧压。