[发明专利]双定子轴向磁场电机

说明书

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种双定子轴向磁场电机。

背景技术

传统的双定子电机大多为双定子径向磁场电机，当双定子电机的极数比较多、双定子电机的轴向长度与外径比率比较小时，双定子径向磁场电机就会存在效率低、单位输出转矩小的问题。

为了克服上述传统双定子径向磁场电机的不足之处，现有技术提出了双定子轴向磁场电机的设计方案。与双定子径向磁场电机相比，当双定子电机的极数足够多，轴向长度与外径的比率足够小时，双定子轴向磁场电机在效率和单位输出转矩方面都具有明显的优势，且双定子轴向磁场电机相对于双定子径向磁场电机而言还具有结构紧凑、转动惯量小、定子绕组散热条件良好等优点。然而，现有双定子轴向磁场电机在具体应用中仍存在诸多不足之处，具体体现在：

1)现有的双定子轴向磁场电机都采用对称结构，即转子两侧的两定子的结构是对称的，且转子两侧的两个定子的功能是一致的(转子两侧的两个定子都是电枢定子)，这样，在应用中其须保证两定子控制电流的一致性，从而使得现有的双定子轴向磁场电机在电流控制上存在较大的难度；

2)现有的双定子轴向磁场电机的转矩密度受电机空间限制，很难再进一步增大，故而，使得现有双定子轴向磁场电机的转矩密度受到限制，严重限制了双定子轴向磁场电机性能的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了双定子轴向磁场电机，其解决了双定子轴向磁场电机电流控制难度大的问题，并进一步提升了双定子轴向磁场电机的转矩密度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：双定子轴向磁场电机，包括转子、设于所述转子之轴向一侧的电枢定子和设于所述转子之轴向另一侧的励磁定子，所述电枢定子包括电枢铁芯和设于所述电枢铁芯上的电枢绕组，所述励磁定子包括励磁铁芯和若干个凸设于所述励磁铁芯上的磁极。

优选地，所述磁极为设于所述励磁铁芯上的永磁体；或者，所述磁极包括凸设于所述励磁铁芯上的励磁齿和设于所述励磁齿上的励磁绕组。

优选地，所述励磁绕组沿所述励磁铁芯轴向延伸的轴向长度小于或等于所述励磁齿沿所述励磁铁芯轴向延伸的轴向长度。

优选地，所述励磁铁芯呈板状，其具有朝向所述转子的第一轴侧面和背对所述转子的第二轴侧面，所述磁极凸设于所述的第一轴侧面上。

具体地，所述转子包括若干个沿周向分离设置的转子齿。

具体地，所述电枢铁芯包括电枢轭和若干个凸设于所述电枢轭上的电枢齿，所述电枢绕组设于所述电枢齿上。

优选地，所述电枢绕组沿所述电枢轭轴向延伸的轴向长度小于或等于所述电枢齿沿所述电枢轭轴向延伸的轴向长度。

优选地，所述电枢轭呈板状，其具有朝向所述转子的第三轴侧面和背对所述转子的第四轴侧面，所述电枢齿凸设于所述的第三轴侧面上。

优选地，所述电枢齿的数量为三的整数倍，且该整数倍大于或等于一倍。

优选地，各所述电枢齿上都设有所述电枢绕组；或者，只有部分所述电枢齿上设有所述电枢绕组。

本发明提供的双定子轴向磁场电机，通过将转子两侧的两定子设为非对称定子，并具体将转子两侧的两个定子分别设为电枢定子和励磁定子，从而使得转子两侧的两个定子的功能并不相同，这样，一方面使得电枢定子和励磁定子在设计中不需严格要求结构对称，从而使得电枢定子和励磁定子的结构设计比较灵活；另一方面使得电枢定子与励磁定子的控制电流并不相同(电枢定子的控制电流为交变电流，励磁定子可采用永磁励磁或者励磁定子的控制电流为直流电流)，有效降低了双定子轴向磁场电机的电流控制难度；再一方面由于在双定子轴向磁场电机的运行中，励磁定子会产生励磁磁场，故，在转子旋转时，会在电枢绕组中产生反电动势，且该反电动势会与电枢定子上交变的电枢电流作用产生功率和转矩，进而增大了双定子轴向磁场电机的转矩密度，为双定子轴向磁场电机的性能提高提供了新的解决方案。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的转子、电枢定子和励磁定子的分解示意图；

图2是本发明实施例一提供的电枢铁芯的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的励磁定子的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的转子、电枢定子和励磁定子的分解示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。