[发明专利]横向磁通电机

说明书

本发明提供了一种横向磁通电机，包括：定子和转子，定子采用齿、轭分离结构，定子包括定子轭及沿定子轭的周向间隔设置的多个定子齿，定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个定子齿由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成，多个定子齿固定在定子轭沿轴向的一侧，定子齿或定子轭上绕设有定子绕组；转子设于定子沿轴向靠近定子齿的一侧，转子包括背铁及沿周向依次设置的多个永磁体，永磁体沿轴向充磁，相邻的永磁体的极性相异。本发明提供的横向磁通电机，既简化生产工艺，又提高电机功率密度；通过设计横向磁路结构，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受到磁负荷的约束。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种横向磁通电机。

背景技术

随着环保意识的逐渐提高，电机效率得到越来越高的关注。从电机设计角度来看，电机的铁耗决定于磁感强度，与定子齿宽直接相关；电机的铜耗决定于绕组电阻，与槽宽(面积)相关。对于传统结构电机，槽宽与齿宽为相互制约的两个变量，在外形固定的前提下，无法满足二者同时优化，而横向磁通电机是电负荷与磁负荷正交解耦，不再存在制约问题，可大幅提升电机效率。

虽然横向磁通电机具有电磁解耦，效率高的特点，但其磁路结构导致定子冲片无法沿轴向叠片以降低涡流损耗，无论从切向或径向对定子铁芯进行叠片，都存在冲片工艺复杂、难以绕线等问题，制约了横向磁通永磁电机的工程推广。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题至少之一。

为此，本发明的目的在于，提供一种横向磁通电机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种横向磁通电机，包括：定子，包括定子轭及沿所述定子轭的周向间隔设置的多个定子齿，所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成，每个所述定子齿由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成，多个所述定子齿固定在所述定子轭沿轴向的一侧，所述定子齿或所述定子轭上绕设有定子绕组；和转子，设于所述定子沿轴向靠近所述定子齿的一侧，所述转子包括背铁及沿周向依次设置的多个永磁体，所述永磁体沿轴向充磁，相邻的所述永磁体的极性相异。

本发明上述技术方案提供的横向磁通电机，定子齿的叠片方向与定子轭的叠片方向正交，定子齿的磁场方向沿径向分布，与径向叠片的定子齿平行，定子轭的磁场方向沿轴向分布，与轴向叠片的的定子轭平行；转子的永磁体产生的磁场回路依次流经：一个永磁体→永磁体和定子齿之间的气隙→一个定子齿→定子轭→另一个定子齿→定子齿与永磁体之间的气隙→另一个永磁体→背铁，从而形成横向磁路结构，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受到磁负荷的约束；定子采用齿、轭分离结构，定子齿沿径向方向叠片，可极大提升横向磁通电机的可制造性，沿径向方向叠片的定子齿的每个定子齿冲片形状一致，大大降低了冲片的工艺复杂程度，保证大批量制造生产的效率；沿轴向方向叠片的定子轭，在极大提升横向磁通电机的可制造性同时，提高了电机的功率密度，与现有横向磁通电机相比，采用这种分离的定子轭的电机结构性能可提升13％左右，从而达到既简化电机的生产工艺，又提高电机功率密度的效果。

另外，本发明上述技术方案中提供的横向磁通电机还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，所述定子绕组的数量为多个，多个所述定子绕组一一对应绕设在多个所述定子齿上。

将定子绕组绕设在定子齿上，使得定子绕组的绕线更方便，且相较于定子绕组绕设在定子轭上，有利于减小电机的轴向尺寸；具体地，定子绕组可以包括绝缘框架和缠绕在绝缘框架上的绕组线圈，以利用绝缘框架将绕组线圈与定子齿隔离开，起到绝缘作用。

在上述技术方案中，优选地，所述定子绕组的数量为多个，多个所述定子绕组一一对应绕设在位于相邻的所述定子齿之间的所述定子轭上。

将定子绕组绕设在定子轭上，同样能够形成横向磁路，实现电机电、磁解耦，槽面积不再受到磁负荷的约束。