[发明专利]一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机

说明书

本发明提供了一种高转矩密度多盘‑多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机，其中该永磁电机具有多盘多气隙结构，由沿轴向方向上依次交错排列的若干定子与转子构成而成，若定子数目为Ns，转子数目为Nr，定子与转子数目满足：Ns＝Nr+1(Nr＝2，3，4...)，最外侧两定子不放置绕组，内侧定子放置环形绕组。按照本发明实现的调制永磁电机，降低了绕组端部长度，减小了电机铜耗，提高了效率，两侧外定子作为辅助磁路，保留了磁场调制电机的高电磁转矩密度、高功率因数等特点，提高了电机的整体转矩密度，同时两侧外定子可直接与机壳相连，装配容易。

技术领域

本发明属于永磁电机领域，更具体地，涉及一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机。

背景技术

磁场调制永磁电机具有齿槽转矩与转矩波动低、反电动势谐波小、电磁转矩密度高、节约磁钢等优点，自提出以来受到研究人员的关注。相比常规电机来说，磁场调制电机由于其特有的磁场调制作用，即可通过调制环或定子齿等调制单元将转子的多极磁场调制成定子轭中的少极磁场，具有低速大转矩的工作特点。然而由于磁场调制电机定子极数少，使得绕组端部较长，导致电机的铜耗高、整体转矩密度也降低。

发明内容

针对现有磁场调制电机的性能不足，本发明提出一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机，用于解决电机的铜耗高、整体转矩密度低的缺点。

本发明提出了一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机，其特征在于，该永磁电机具有多盘多气隙结构，由沿轴向方向上依次交错排列的若干定子与转子构成，设定子数目为Ns，转子数目为Nr，定子与转子数目满足：Ns＝Nr+1，其中Nr为大于或等于2的整数，位于两端最外侧的所述两定子不设置绕组，位于内侧的所述定子设置若干围绕所述径向方向的环形绕组，沿所述轴向方向上相对于其上一个所述定子依次偏移半个槽距机械角度。

进一步地，在所述永磁电机中，位于两端最外侧的所述两定子可直接与所述永磁电机机壳相连。

总之，按照本发明实现的磁场调制电机在内定子上放置环形绕组，降低了绕组端部长度，减小了电机铜耗，提高了效率。两侧外定子作为辅助磁路，保留了磁场调制电机的高电磁转矩密度、高功率因数等特点，提高了电机的整体转矩密度，同时两侧外定子可直接与机壳相连，装配容易。

附图说明

图1所示为多盘-多气隙轴向磁通磁场调制电机-五盘剖面示意图(以定子齿数为24，转子极对数为22，定子电枢极对数为2电机为例)，其中包括三个定子两个转子。

图2所示为多盘-多气隙轴向磁通磁场调制电机-七盘剖面示意图(以定子齿数为24，转子极对数为22，定子电枢极对数为2电机为例)，其中包括五个定子三个转子。

图3所示为内定子铁芯与环形绕组。

其中：

1—外定子Ⅰ 2—转子Ⅰ 3—内定子Ⅰ 4—转子Ⅱ 5—外定子Ⅱ6—转子Ⅲ 7—内定子Ⅱ 8—环形线圈 9—定子铁芯

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面结合附图，具体说明该电机的特点及工作原理。

以三相五盘轴向磁通磁场调制电机为例，假定定子齿数为24，转子极对数为22，定子电枢极对数为2，图1为电机的四分之一模型，电机内定子铁芯9上的绕组排布如图3所示。