[实用新型]一种新型定子永磁型电机及其定子结构

摘要

本实用新型公开一种新型定子永磁型电机及其定子结构，其可提供多种工作模式、提高容错运行和负载能力、增加功率密度和降低振动。该新型定子永磁型电机及其定子结构包括：定子和转子，其中，定子由多个E型定子段、永磁体和电枢绕组以及励磁绕组组成，E型定子段按照槽口向内和向外的方式沿圆周均匀布置，且通过饱和铁芯磁桥连接于一体，所述励磁绕组缠绕于饱和铁芯磁桥上，所述沿圆周均匀布置的E型定子段两侧的铁芯齿分别相互形成定子凸极，所述电枢绕组缠绕于该定子凸极上，永磁体内嵌固定于圆周布置的E型定子段之间，以致所述的定子凸极由饱和铁芯磁桥和永磁体分成两部分；转子为凸极转子，该凸极转子的凸极沿圆周均匀布置。

主权项

一种新型定子永磁型电机，其特征在于，包括定子；所述的定子为凸极结构，由定子铁芯、电枢绕组和励磁绕组以及内置永磁体组成，所述的定子铁芯，由E型定子段或双E型定子段和饱和铁芯磁桥组成，由E型定子段或双E型定子段沿圆周以一定的间隙隔开均布以及饱和铁芯磁桥沿圆周放置于E型定子段之间的间隙中而形成，饱和铁芯磁桥处于相邻两个E型定子段之间中的间隙中或于定子铁心中相邻E型定子段之间的间隙中交替布置，且固定相邻两个E型定子段为一体以致形成双E型定子段，位置为靠近气隙处、中间或者远离气隙处，从而由相邻的E型定子段的外侧齿相互以一定间隙形成定子凸极；所述的内置永磁体，为分段永磁体，排列固定放置于定子铁芯中的E型定子段之间的间隙中，以致形成了带有内置永磁体的永磁励磁定子凸极，内置永磁体的充磁方向为与电枢绕组空间垂直，且在内置永磁体上缠绕有冗余励磁绕组；所述的E型定子段之间可布置多个饱和铁芯磁桥；所述的饱和铁芯磁桥工作时处于饱和或高饱和状态；所述的饱和铁心磁桥为“H”型；所述的电枢绕组，缠绕于定子凸极上，嵌入于相邻的E型定子段相邻的两个槽中；所述的励磁绕组，缠绕于定子铁芯中的饱和铁芯磁桥上，以致形成了混合励磁定子凸极；所述的定子铁芯由导磁材料制成的冲片叠压而成；所述的内置永磁体为铁氧体或者铝铁硼等磁钢；转子；所述的转子为凸极结构，具有多个沿圆周均匀布置的转子凸极，由导磁材料制成的冲片叠压而成，转子上的凸极靠近气隙处极面两端为二次曲面形状，且向两侧突出，从而形成定子凸极的气隙极面两端和转子凸极的气隙极面两端间的气隙为梯变结构。2. 根据权利要求1所述的新型定子永磁型电机，其特征在于， E型定子段中的中间齿没有缠绕线圈，所述的中间齿端部形状为“⊥”型或“⌒”。3. 根据权利要求1所述的新型定子永磁型电机，其特征在于，定子和转子可构成内转子、外转子结构和轴向盘式电机结构，内转子结构，转子凸极方向向外，定子铁芯槽口向内靠近气隙；外转子结构中，转子凸极方向向内，定子铁芯槽口向内靠近气隙；轴向盘式电机结构中，转子凸极方向沿轴向，定子槽口沿轴向靠近气隙，按此方式构建单定子、双定子以及多定子多转子轴向盘式电机。4. 根据权利要求 1所述的新型定子永磁型电机，其特征在于，所述的定子结构可径向、轴向布置和与轴平行的横向布置。5. 一种新型定子永磁型电机，其特征在于，包括定子；所述的定子为凸极结构，由定子铁芯、电枢绕组和励磁绕组以及内置永磁体和halbach永磁体环组成，所述的定子铁芯，由E型定子段或双E型定子段和饱和铁芯磁桥组成，由E型定子段或双E型定子段沿圆周以一定的间隙隔开均布以及饱和铁芯磁桥沿圆周布置于E型定子段之间的间隙中而形成，饱和铁芯磁桥处于相邻两个E型定子段之间的间隙中或交替地布置于定子铁心中的相邻E型定子段之间的间隙中，且固定相邻两个E型定子段为一体以致形成双E型定子段，位置为靠近气隙、中间或者远离气隙位置，从而由相邻的E型定子段的外侧齿以一定的间隙形成定子凸极；所述的内置永磁体，为分段永磁体，排列固定放置于定子铁芯中的E型定子段之间的间隙中，以致形成了带有内置永磁体和饱和铁芯磁桥的混合励磁定子凸极和/或只有永磁体的永磁励磁定子凸极，内置永磁体的充磁方向为与电枢绕组空间垂直，且在内置永磁体上缠绕有冗余励磁绕组；所述的halbach永磁体环固定于定子铁芯的轭部端;所述的E型定子段中的中间齿没有缠绕线圈，中间齿的端部形状为“⊥”型或“⌒”；所述的E型定子段之间可布置多个饱和铁芯磁桥；所述的饱和铁芯磁桥处于饱和或高饱和状态；所述的饱和铁芯磁桥为“H”型；所述的电枢绕组，缠绕于定子凸极上，嵌入于相邻的E型定子段相邻的两个槽中；所述的励磁绕组，为集中绕组，缠绕于定子铁芯中的饱和铁芯磁桥上，以致形成了混合励磁定子凸极；所述的定子铁芯由导磁材料制成的冲片叠压而成，所述的内置永磁体为铁氧体或者铝铁硼等磁钢；转子；所述的转子为凸极结构，具有多个沿圆周均匀布置的转子凸极，由导磁材料制成的冲片叠压而成，转子上的凸极极面两端为二次曲面形状，且向两侧突出，从而形成定子凸极的气隙极面两端和转子凸极的气隙极面两端间的气隙为梯变结构。6. 根据权利要求5所述的新型定子永磁型电机，其特征在于，halbach永磁体环的极性布置与定子铁芯中的极性相同，即定子铁芯中对应E型定子段的极性为N，则对应的halbach永磁体环的极性亦为N，对S极的布置相同。7. 根据权利要求5所述的新型定子永磁型电机，其特征在于，定子和转子可构成内转子、外转子结构和轴向盘式电机结构，内转子结构中，转子凸极方向向外，定子铁芯槽口向内靠近气隙，halbach永磁体环沿径向固定于定子轭部端外侧；外转子结构中，转子凸极方向向内，定子铁芯槽口向内靠近气隙，halbach永磁体环沿径向固定于定子轭部端内侧；轴向盘式电机结构中，转子凸极方向沿轴向，定子槽口沿轴向靠近气息，halbach永磁体环沿轴向固定于定子轭部外侧，按此方式构建单定子、双定子以及多定子多转子轴向盘式电机。8. 根据权利要求5所述的新型定子永磁型电机，其特征在于，所述的定子结构可径向、轴向布置和与轴平行的横向布置。9. 一种新型定子内置永磁型电机的定子结构，其特征在于，包括：定子铁芯，所述的定子为凸极结构，由定子铁芯、电枢绕组和励磁绕组以及内置永磁体和/或halbach永磁体环组成，所述的定子铁芯，由E型定子段或双E型定子段和饱和铁芯磁桥组成，饱和铁芯磁桥为“H”型，由E型定子段或双E型定子段沿圆周以一定的间隙隔开均布以及饱和铁芯磁桥位于E型定子段之间的间隙中而形成，饱和铁芯磁桥处于相邻两个E型定子段之间中或交替布置于定子铁心中的相邻E型定子段之间的间隙中，且固定相邻两个E型定子段为一体以致形成双E型定子段，位置为靠近气隙处或者远离气隙处，从而由相邻的E型定子段的外侧齿以一定的间隙形成两种定子凸极，一种带有饱和铁芯磁桥的混合励磁定子凸极，一种没有饱和铁芯磁桥的永磁励磁定子凸极；内置永磁体，所述的内置永磁体，为分段永磁体和halbach永磁体环，分段永磁体以极性相同内置于定子铁芯中的定子凸极的间隙中，内置永磁体的充磁方向为与电枢绕组空间垂直，且在内置永磁体上缠绕有冗余励磁绕组；所述的halbach永磁体环固定于定子铁芯的轭部端；励磁绕组，所述的励磁绕组为集中绕组，缠绕于定子铁芯中的饱和铁芯磁桥上，以致形成了混合励磁定子凸极；所述的E型定子段中的中间齿没有缠绕线圈，齿端形状可采用任何形式；所述的E型定子段之间可布置多个磁饱和桥；所述的饱和铁芯磁桥处于或饱和或高饱和状态；电枢绕组，所述的电枢绕组缠绕于定子凸极上，嵌入于相邻的E型定子段相邻的两个槽中；所述的定子铁芯由导磁材料制成的冲片叠岩而成，所述的永磁体为铁氧体或者铝铁硼等磁钢。10. 根据权利要求9所述的定子结构，其特征在于，所述的定子结构可径向、轴向和横向布置。