[实用新型]一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机

说明书

本实用新型为一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机，该电机由多个磁爪电机模块构成，相邻两个磁爪电机模块沿轴向在定子侧或转子侧偏移特定角度，每个磁爪电机模块均为单定子单转子结构，包括一个转子磁芯、多个定子磁芯、多个异型永磁体、电枢绕组；多个定子磁芯、多个异型永磁体及电枢绕组构成定子；多个定子磁芯和多个异型永磁体交叉排列沿周向形成完整圆环状，在定子磁芯内设置电枢绕组，所述电枢绕组采用全局环形绕组结构，电枢绕组整体呈圆环状，定子磁芯、异型永磁体的数量相等；所述定子磁芯为爪极结构；所述异型永磁体沿电机周向进行充磁，且相邻异型永磁体充磁方向相反。该电机具有高功率密度、高效率及高可靠性。

技术领域

本实用新型涉及横向磁通永磁电机技术领域，具体涉及一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机。

背景技术

横向磁通永磁电机是近几年新兴起的一种电机，相较轴向磁通电机和径向磁通电机，在轴向长度和径向长度都比较大的情况下，其具有更高的功率密度。爪极电机是横向磁通电机的一种特例，相较传统磁通切换电机，其更好的利用了空间三维磁场，在选用合适磁材料情况下，爪极电机的性能更优。

但目前爪极电机结构并不完善，还存在以下不足：如，文献CN200910135921为典型的爪极交流发电机，该电机的定子及电枢绕组采用传统三相交流电机的结构形式，转子为采用铸铁制造的爪极磁芯和全局环形绕组的励磁绕组的结构形式，该电机具有结构简单的特点。然而由于采用了电励磁绕组和铸铁制造的爪极磁芯，另外由于爪极结构较为复杂其不能够由硅钢片制成，故其效率较低。文献CN201410625300公开了一种降低铁损的特殊爪极电机转子结构，该转子结构包括至少一组爪极，爪极外表面固定一压粉铁心块，用于减少铁损，爪极的极齿外表面开凹槽，并在凹槽内嵌入压粉铁心块，可以通过铁粉材料来降低爪极电机的涡流损耗，通过采用永磁体产生励磁磁通，爪极电机的效率能够得以有效的提升，但其功率因数较低，会使逆变器容量增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机，以解决上述背景技术中存在的技术问题，提高磁爪电机的功率密度、效率及可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机，其特征在于该电机由多个磁爪电机模块构成，相邻两个磁爪电机模块沿轴向在定子侧或转子侧偏移特定角度，每个磁爪电机模块均为单定子单转子结构，包括一个转子磁芯、多个定子磁芯、多个异型永磁体、电枢绕组；多个定子磁芯、多个异型永磁体及电枢绕组构成定子；多个定子磁芯和多个异型永磁体交叉排列沿周向形成完整圆环状，在定子磁芯内设置电枢绕组，所述电枢绕组采用全局环形绕组结构，电枢绕组整体呈圆环状，定子磁芯、异型永磁体的数量相等；所述定子磁芯为爪极结构；所述异型永磁体沿电机周向进行充磁，且相邻异型永磁体充磁方向相反；

所述转子磁芯为凸极齿槽结构，转子磁芯为圆环形，圆环的侧面上设有多个转子齿，多个转子齿之间均设置有转子槽。

本实用新型的有益效果：

a)由于永磁体位于该电机的定子上，且所采用的异型永磁体结构结合定子磁芯形成聚磁式结构，极大增加电机的气隙磁通密度，因此提高了电机功率密度；由于采用全局环形绕组结构，使转矩系数与电机的极对数成正比，极大提高了电机的转矩能力，提高了电机功率密度；由于转子仅由硅钢片磁芯制成，既提高了转子机械强度，使其不易损坏进而提高电机的可靠性，又能保证实现高转速运行，提高了电机功率密度。

b)由于定子磁芯由SMC制成，软磁复合材料(SMC)作为一种基于粉末冶金技术的新型软磁材料，相较传统软磁材料具有高频涡流损耗低、三维磁通各向同性的优点，使电机在高频运行下损耗较低，提高了电机效率；由于永磁体采用铁氧体，使电机在高频运行情况下永磁体涡流损耗极小，提高了电机效率。