專利名稱：Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)。
背景技術(shù)：
Halbach列是美國學(xué)者Klaus. Halbach針對永磁體結(jié)構(gòu)提出的一種新穎的磁體排 列方式，附

圖1顯示Halbach列內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的合成磁場，附圖2顯示Halbach列外轉(zhuǎn)子永 磁體的合成磁場。Halbach列應(yīng)用于電機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)①Halbach列自屏蔽效應(yīng)產(chǎn)生的 單邊磁場分布不再需要轉(zhuǎn)子軛(對外磁場)、定子外殼(對內(nèi)磁場)采用磁性材料為其提 供通路，減小了渦流損耗，降低了轉(zhuǎn)動慣量，提高了快速響應(yīng)性能；②Halbach列分解后切 向磁場與徑向磁場的相互重疊，使得氣隙一側(cè)的磁場強(qiáng)度大幅度提高，有效地減小了電機(jī) 的體積重量，提高了電機(jī)的功率密度。雙凸極永磁電機(jī)(Doubly salient permanent magnet motor,簡稱 DSPM)是隨著 功率電子學(xué)和微電子學(xué)的發(fā)展在上個(gè)世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種新型的交流調(diào)速系統(tǒng)。由雙 凸極電機(jī)、功率變換器、位置檢測器和控制器四部分組成。主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活。 按永磁體的安放位置不同，可分為定子永磁型雙凸極電機(jī)和轉(zhuǎn)子永磁型雙凸極電機(jī)，定子 永磁型又分為切向結(jié)構(gòu)和徑向結(jié)構(gòu)。中國專利申請?zhí)枮?00510037634. 5的公布文件提出了一種Halbach內(nèi)轉(zhuǎn)子雙凸 極電機(jī)，但是，由于外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有轉(zhuǎn)動慣量比常規(guī)電機(jī)大，且電樞鐵芯直徑可以做的較 大，從而提高了在不穩(wěn)定負(fù)載下電機(jī)的效率和輸出功率，因此在某些場合外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有 獨(dú)特的優(yōu)勢，比如風(fēng)力發(fā)電和汽車的輪轂等，因此提出漏磁少，損耗低，高功率密度新型外 轉(zhuǎn)子電機(jī)成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。附圖3所示為中國專利申請?zhí)?00510094975. 6提出的一種三相外轉(zhuǎn)子雙凸極永 磁無刷發(fā)電機(jī)，其具有定子11、轉(zhuǎn)子12、轉(zhuǎn)軸13、電樞繞組14和永磁體15。附圖4和附圖 5所示為中國專利申請?zhí)?00720050797. 1提出的一種雙凸極永磁輪轂電機(jī)，圖4顯示該電 極具有定子21、轉(zhuǎn)子22、支架23、軸24、軸承26和輪轂25，圖5進(jìn)一步顯示了該電機(jī)還具 有永磁體27和電樞繞組28。以上兩種電機(jī)永磁均采用切向式充磁，雖然功率密度有所提 高，但由于切向式永磁體靠近軸部漏磁嚴(yán)重，永磁體支架要采用非導(dǎo)磁材料，增加了電機(jī)的 制造工藝和成本。因此，提出軸部漏磁少、工藝簡單、制造成本低的新型外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī) 成為當(dāng)前首要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種漏磁少，氣隙磁密高，功率密度高并且工藝簡單的 Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，包括定子、轉(zhuǎn)子、定轉(zhuǎn)子間氣隙及轉(zhuǎn)軸； 所述定子包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置的定子永磁體支架、環(huán)繞定子永磁體支架設(shè)置的永磁體，環(huán)繞永磁體外壁設(shè)置的由定子鐵芯組件組成的定子鐵芯，定子鐵芯組件之間具有氣隙；所述轉(zhuǎn) 子在定子鐵芯外，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，所述永磁體為Halbach陣列。所述定轉(zhuǎn)子鐵芯均為凸極齒槽式結(jié)構(gòu)，定子齒上繞有集中式電樞繞組，轉(zhuǎn)子齒上 無繞組，定、轉(zhuǎn)子齒均可為直齒或斜齒。所述Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)還包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置的定子永磁體支架。所述定子永磁體支架根據(jù)Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)的設(shè)計(jì)及工藝需求被設(shè)計(jì) 成不同的尺寸。所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵芯上無繞組。所述定子鐵芯或可呈直齒或可呈斜齒，所述轉(zhuǎn)子鐵芯或可呈直齒或可呈斜齒。所述定子永磁體支架采用導(dǎo)磁材料和非導(dǎo)磁材料中的一種。所述Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)當(dāng)為三相電機(jī)時(shí)滿足6K/4K結(jié)構(gòu)，K為整數(shù)，K=l、 2、3 * * * ο所述Halbach外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)當(dāng)為三相電機(jī)或多相電機(jī)時(shí)，定子極數(shù)Afe和轉(zhuǎn) 子齒數(shù)Nr滿足
其中《為電機(jī)的相數(shù)，f為正整數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，包括定子、轉(zhuǎn)子、定轉(zhuǎn)子間氣隙 及轉(zhuǎn)軸；所述定子包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置的定子永磁體支架、環(huán)繞定子永磁體支架設(shè)置的永 磁體和環(huán)繞永磁體設(shè)置的定子鐵芯，所述定子鐵芯由定子鐵芯組件組成，定子鐵芯組件間 具有氣隙，永磁體與定子鐵芯組件接觸且永磁體數(shù)與定子鐵芯組件數(shù)相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，定轉(zhuǎn)子鐵芯 均為凸極齒槽式結(jié)構(gòu)，定子齒上纏繞有集中式電樞繞組，轉(zhuǎn)子上無繞組，定轉(zhuǎn)子鐵芯均可為 直齒或斜齒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述永磁體 為徑向充磁和平行充磁中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，當(dāng)為三相電 機(jī)滿足6K/4K結(jié)構(gòu)，K為整數(shù)，K=I、2、3…。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述永磁 體的塊數(shù)與定子鐵芯組件數(shù)相同，定子鐵芯由2K個(gè)相同的鐵芯組件組成，K為整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)子鐵芯上無繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵 芯或可呈直齒或可呈斜齒，所述轉(zhuǎn)子鐵芯或可呈直齒或可呈斜齒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述定子永 磁體支架采用導(dǎo)磁材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，當(dāng)為三相電 機(jī)或多相電機(jī)時(shí)，定子極數(shù)Ns和轉(zhuǎn)子齒數(shù)Nr滿足其中m為電機(jī)的相數(shù)，K為正整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵 芯組件間氣隙中可以填充有非導(dǎo)磁材料也可以不填充。
全文摘要
本發(fā)明提供一種徑向結(jié)構(gòu)充磁外轉(zhuǎn)子雙凸極電機(jī)，其特征在于，包括定子、轉(zhuǎn)子、定轉(zhuǎn)子間氣隙及轉(zhuǎn)軸等；所述定子包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置的定子永磁體支架、環(huán)繞定子永磁體支架設(shè)置的永磁體，環(huán)繞永磁體設(shè)置的定子鐵芯，所述永磁采用徑向充磁或平行充磁方式，所述定子鐵芯由定子鐵芯組件組成，定子鐵芯組件間具有氣隙，永磁與定子鐵芯組件接觸且永磁體數(shù)與定子鐵芯組件數(shù)相同。本發(fā)明采用徑向/平行結(jié)構(gòu)充磁磁體作為磁源，電機(jī)制造工藝簡單、端部漏磁少，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電和汽車的輪轂等領(lǐng)域。
文檔編號H02K1/17GK102005835SQ20101058248
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者張迪, 李華平, 李鍵, 袁龍生, 趙朝會, 陳壘, 項(xiàng)峰 申請人:上海電機(jī)學(xué)院