[发明专利]一种轴向-径向混合式叠片游标永磁电机

说明书

本发明公开了一种轴向‑径向混合式叠片游标永磁电机，属于游标永磁电机领域，包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁心和电枢绕组，转子组件包括第一永磁体、转子励磁引导齿和转子轭部；其中，定子铁心靠近气隙的侧面周向均匀设置有多个定子主齿，电枢绕组绕制在定子主齿外周；转子轭部靠近气隙的侧面环绕设置有多对第一永磁体和转子励磁引导齿，转子励磁引导齿连接于第一永磁体与转子轭部的侧面之间；第一永磁体径向充磁；定子铁心和转子轭部由两面绝缘的第一硅钢片轴向叠压而成；转子励磁引导齿由两面绝缘的第二硅钢片径向叠压而成。本发明解决了现有的游标永磁电机因电枢反应强，存在的功率因数低、磁路易饱和、过载能力差的技术问题。

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，更具体地，涉及一种轴向-径向混合式叠片游标永磁电机。

背景技术

游标永磁电机，是一类基于磁场调制原理的永磁电机，其具有高转矩密度、高功率密度、低转矩脉动等特点，在低速大转矩直驱领域具有巨大的应用价值。

游标永磁电机与常规永磁电机具有相似的物理结构，都由定子铁心、定子电枢绕组、转子铁心和转子永磁体构成。特别地，游标永磁电机采用开口槽定子结构，且定子电枢磁场极对数P_a与转子永磁体极对数P_r不相等。其中，极对数为P_a的定子电枢磁场，经过定子齿Z的基波磁导调制作用，可以产生与永磁体极对数P_r相同的磁场；此外，定子电枢磁场还包含极对数Z-P_a的齿谐波磁场，经过定子齿的常数项磁导的调制作用，也可以产生与转子永磁体极对数P_r相同的磁场。上述调制后的电枢磁场与转子磁场极对数相同，转速相同，转向相同，可以产生稳定的电磁转矩，视为电枢工作磁场。并且该电枢工作磁场具有较高的幅值，从而使该类电机具有较高的转矩密度。

然而，极对数为P_a的定子电枢磁场，同样经过定子齿Z的常数项磁导调制作用，产生与永磁体极对数不相同的P_a磁场，视为电枢非工作磁场。该电枢非工作磁场，大幅增强了电机的电枢反应强度，一方面使游标永磁电机磁路易饱和、过载能力差；另一方面使游标永磁电机负荷增大功率因数明显减小，所需驱动器容量大幅提升。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种轴向-径向混合式叠片游标永磁电机，由此解决现有的游标永磁电机因电枢反应强，存在的功率因数低、磁路易饱和、过载能力差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了以下技术方案：

一种轴向-径向混合式叠片游标永磁电机，包括同轴套设的定子组件和转子组件，所述定子组件和所述转子组件之间形成有气隙，所述定子组件包括定子铁心和电枢绕组，所述转子组件包括第一永磁体、转子励磁引导齿和转子轭部，其中，

所述定子铁心靠近气隙的侧面周向均匀设置有多个定子主齿，所述电枢绕组绕制在所述定子主齿外周；

所述转子轭部靠近气隙的侧面环绕设置有多对第一永磁体和转子励磁引导齿，所述转子励磁引导齿连接于所述第一永磁体与所述转子轭部的侧面之间；所述第一永磁体径向充磁；

所述定子铁心和所述转子轭部由两面绝缘的第一硅钢片轴向叠压而成；所述转子励磁引导齿由两面绝缘的多个不同尺寸的第二硅钢片径向叠压而成，所述第一永磁体通过第二硅钢片与所述转子轭部磁路连通。

优选地，所述转子组件还包括第二永磁体和第三永磁体，其中，

所述第二永磁体和所述第三永磁体分别设置在所述第一永磁体的左右侧，二者均为切向充磁、充磁方向相反且均指向所述第一永磁体，第一、二、三永磁体构成一个磁极；