[发明专利]一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机及其制作方法

权利要求书

1.一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，包括电机转子(1)和电机定子(2)，其特征在于：所述电机转子(1)是由转子本体和双层永磁圆环结构压装而成的组合式结构，所述转子本体和双层永磁圆环结构共同围成有环形槽，所述双层永磁圆环结构包括朝远离电机定子(2)方向依次压装的永磁环结构、轭铁环结构、隔磁环结构。

2.根据权利要求1所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述电机转子(1)的外缘设有保证高转速的稳定状态的高强材料层。

3.根据权利要求1所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述双层永磁圆环结构包括相同轴向并内外设置的内层永磁圆环结构和外层永磁圆环结构，所述内层永磁圆环结构、外层永磁圆环结构的顶部和底部分别通过封闭环封闭，所述封闭环的材料为非导磁材料，其中：所述内层永磁圆环结构面向电子定子(2)的一侧紧固设有用于保护内层永磁圆环结构内的永磁片位置的磁片紧固环，所述磁片紧固环采用非导磁材料，厚度控制在2～5mm。

4.根据权利要求3所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述永磁环结构是由不同充磁方向的永磁片(7)组成的环形永磁体，所述永磁环结构包括多层上下排布的永磁圆环，所述永磁圆环由永磁片(7)组合而成，上下相邻层的永磁圆环中间安装薄型轭铁环，所述薄型轭铁环的材料为软磁材料。

5.根据权利要求4所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述永磁片(7)包括瓦形永磁片和三角形永磁片中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述外层永磁圆环结构中永磁片(7)上、下两端内圆处有倒角，相对应的所述薄型轭铁环、封闭环位置存在同样的倒角。

7.根据权利要求1所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述轭铁环结构采用良导磁材料，所述轭铁环结构厚度与永磁环结构中永磁片(7)的厚度接近，最优对应永磁片(7)厚度的0.8～1.1倍，所述轭铁环结构与对应的永磁环结构采用过盈配合。

8.根据权利要求7所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述隔磁环结构采用非导磁材料、或复合材料，所述隔磁环结构的厚度最优对应轭铁环结构厚度的0.5～0.7倍。

9.根据权利要求1所述的一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机，其特征在于：所述电机定子(2)包括定子骨架和灌注树脂的定子线圈，所述定子线圈敷设于定子骨架上，所述定子骨架由定子法兰、定子棒、定子环组成，所述定子法兰的底面开有环形冷却水腔，由环形冷却水腔与定子棒构成电机双级导热结构。

10.一种双层Halbach阵列无铁心永磁电机的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101：按照设定顺序，通过永磁片组合成内层永磁圆环结构和外层永磁圆环结构中的永磁圆环，上下层永磁圆环中间安装薄型轭铁环，构成永磁环结构；

S102：将内层永磁圆环结构和外层永磁圆环结构的永磁环结构安装于各自的轭铁环结构上，然后与隔磁环结构整体压装，形成完整的双层永磁圆环结构；

S103：把步骤S102所形成的双层永磁圆环结构，压装在转子本体中，形成电机转子，构成转子用磁场；

S104：安装定子骨架，在定子骨架上敷设定子线圈；

S105：敷设完成后的定子线圈，整体放置于模具内，灌注树脂；

S106：树脂固化后，脱模，修整定子尺寸；

S107：把定子安装于预定位置，与电机转子组合成无铁心永磁电机。