[发明专利]方向性硅钢片轴向磁场电动机

说明书

本发明公开一种方向性硅钢片轴向磁场电动机，至少包括：一转轴；一定子元件，包括两个基座及多个电磁元件，多个电磁元件设在两个基座内侧，电磁元件由铁芯及绕线组组成；以及两个转子元件，设在定子元件基座外侧，各转子元件由导磁盘以及多个间隔嵌设在导磁盘的永久磁铁构成，每个永久磁铁为扇形状，扇形的周向方向上的一侧为N极，周向方向上的另一侧S极，且每两永久磁铁的相邻都为相同极性设置，而在转子元件中导磁盘上的永久磁铁以相异磁极彼此相对的方式设置在圆周方向；由此，当铁芯绕线组通电时，铁芯与其两端圆盘状方向性硅钢片磁轭基座以及两侧永久磁铁可形成完整磁回路，减少磁路的磁阻，达到降低涡电流作用，同时具有缩小铁芯体积，减轻整体重量。

技术领域

本发明涉及一种机电传动技术领域，特别是指一种方向性硅钢片轴向磁场电动机。

背景技术

现在用于电动汽车、电动飞机的电机技术关键是高比功率、大输出功率。现有的传统电机由于结构限制的原因，在大功率情况下功率密度很低，无法满足电动汽车、电动飞机等对功率密度很高的要求，永磁电动机在所有电动机中效率最高，这是因为励磁采用了永磁体，没有功率消耗；其磁通密度高，获得高转矩，从而能使电动机体积小而且重量轻。

永磁电机一般可以轴向或径向。轴向永磁(AFPM)电机优于传统的径向永磁电机的优点包括：高的转矩重量比、高效率、可调节的气隙、平衡的转子与定子吸引力以及更好的热去除率。它们可以简单而紧凑地安装在车轮上，非常适合轮毂，适用于直接驱动应用。

轴向磁场马达也叫“圆盘马达”，即主磁场与沿转轴方向的马达。轴向磁场马达与普通马达不同，其磁通方向为轴向，载电流的导体是径向放置，定子和转子铁心为盘式结构。轴向磁通的电机具有磁体的特定定位，这些磁体处于与线圈平行的平面。

现有的轴向永磁电机可以是单面或双面的，有或没有电枢槽，有或没有电枢铁心，具有内置或外部永磁转子，表面安装或内部永久磁铁，以及单级或多级。

双面凸极具有外定子或外转子。外部定子意味着更少的永磁体，但绕组的使用较差，而外部转子被认为对于机器拓扑特别有利。双面轴向永磁电机的拓扑是一个定子两个转子(环面)以及两个定子一个转子，亦即是轴向磁通内转子(Axial Flux InternalRotor,AFIR)。

图7(a)至图7(d)所示为现有轴向磁通路径和分布的示意图，双面拓扑包括4种：

图7(a)，轴向磁通内转子(Axial Flux Internal Rotor,AFIR)。

图7(b)，环形绕线内定子(Toroid Ally Wound Internal Stator,TORUS)。

图7(c)，轴向磁通内定子(Axial Flux Internal Stator,AFIS)。

图7(d)，无轭分段电枢(Yokeless And Segmented Armature,YASA)。在图7(a)至图7(d)中可以看到它们各自的磁通路径及其主要部分的分布的示意图。由图7(a)至图7(d)可以看出转子永磁的轭需要有方向性，同时定子铁心更需要有方向性。

发明内容

本发明主要目的在于，提供一种利用多数方向性硅钢片构成长条状铁芯及其两端的方向性硅钢片叠设构成的圆盘形状基座构成的定子元件，以及将永久磁铁嵌设于导磁盘方向性硅钢片做为转子元件的设计结构，由此减少磁路的磁阻，达到降低涡电流作用，同时具有缩小铁芯体积，减轻整体重量。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：