[发明专利]一种无转子铁轭磁路耦合的双定子无轴承磁通切换电机

说明书

本发明涉及一种无转子铁轭磁路耦合的双定子无轴承磁通切换电机，包括沿径向依次设置的转轴、内定子、转子以及外定子，转子包括转子支架以及沿转子支架的圆周方向均匀安装的转子铁心，转子铁心通过转子支架与转轴连接构成电机转子。内定子包括内定子支架，内定子支架沿圆周设有若干内定子铁心，相邻内定子铁心之间镶嵌有切向交替充磁的高矫顽力永磁体；外定子包括外定子支架，外定子支架沿圆周设有若干外定子铁心，相邻外定子铁心之间镶嵌有切向交替充磁的高矫顽力永磁体。本发明在不使用隔磁环的前提下，通过转子磁路设计，解决复杂磁路下双定子无轴承磁通切换电机内、外定子磁路耦合的缺点，有效降低转子体积，提高电机的功率密度和效率。

技术领域：

本发明涉及一种无转子铁轭磁路耦合的双定子无轴承磁通切换电机。

背景技术：

磁通切换永磁电机具转子结构简单，位于定子上的永磁体散热效果好的特点，被应用于大功率传动系统中。无轴承磁通切换电机在原有结构的基础上增加了悬浮绕组，使电机具有磁轴承电机的优点。无轴承磁通切换电机为了精确地实现悬浮控制，由永磁体产生的偏置磁场往往小于普通磁通切换电机，这使得电机的功率密度大大降低。采用双定子结构可以充分利用电机内部空间，有效提高电机的功率密度，但内定子与外定子的磁路会在转子轭部产生耦合，对电机的运行产生不利影响。通常可采用隔磁环来解决这一问题，但隔磁环不仅增加转子径向长度，降低电机的功率密度，而且增加了转子的加工难度。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种无转子铁轭磁路耦合的双定子无轴承磁通切换电机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无转子铁轭磁路耦合的双定子无轴承磁通切换电机，包括沿径向依次设置的转轴、内定子、转子以及外定子，所述转子包括转子支架以及沿转子支架的圆周方向均匀安装的转子铁心，所述转子铁心通过转子支架与转轴连接构成电机转子。

进一步的，所述内定子包括圆环状的内定子支架，所述内定子支架上沿圆周方向均匀开设有若干个内定子铁心槽，每个内定子铁心槽内分别设置有内定子铁心，相邻的内定子铁心之间镶嵌有切向交替充磁的第一高矫顽力永磁体；所述外定子包括圆环状的外定子支架，所述外定子支架上沿圆周方向均匀开设有若干个外定子铁心槽，每个外定子铁心槽内分别设置有外定子铁心，相邻的外定子铁心之间镶嵌有切向交替充磁的第二高矫顽力永磁体。

进一步的，相邻两个外定子铁心、位于两个外定子铁心之间的第二高矫顽力永磁体、相邻两个转子铁心、相邻两个内定子铁心、位于两个内定子铁心之间的第一高矫顽力永磁体形成磁通闭合回路。

进一步的，所述内定子还包括内定子转矩绕组以及内定子悬浮绕组，所述内定子转矩绕组以及内定子悬浮绕组均采用集中绕组，内定子转矩绕组嵌绕于相邻的内定子铁心槽内，内定子悬浮绕组嵌绕于独立的内定子铁心的永磁体槽内；所述外定子还包括外定子转矩绕组以及外定子悬浮绕组，所述外定子转矩绕组以及外定子悬浮绕组均采用集中绕组，外定子转矩绕组嵌绕于相邻的外定子铁心槽内，外定子悬浮绕组嵌绕于独立的外定子铁心的永磁体槽内。

进一步的，在径向位置相对应的第一高矫顽力永磁体和第二高矫顽力永磁体的充磁方向相反。

进一步的，所述转子支架为圆环盘状，转子支架上沿圆周方向均匀开设有若干个转子铁心槽，转子铁心设置在转子铁心槽内。

进一步的，所述内定子铁心为V形，外定子铁心为U形，所述内定子铁心的齿和外定子铁心的齿均朝向转子铁心。

进一步的，所述内定子支架、转子支架、外定子支架均为非导磁材料制成。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构新颖，设计合理，在不使用隔磁环的前提下，通过转子磁路设计，解决了复杂磁路下双定子无轴承磁通切换电机内、外定子磁路耦合的缺点，有效降低了转子体积，提高了电机的功率密度和效率。

附图说明：