本發(fā)明涉及的是一種軸向磁路勵磁電機(jī)用組合型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，屬于軸向磁路電機(jī)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的軸向磁通勵磁電機(jī)，如爪極電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)無刷化勵磁，且無旋轉(zhuǎn)整流器，輸出電壓波形質(zhì)量高。但是由于存在軸向磁通路徑，無法采用渦流損耗較小硅鋼片疊壓而成的鐵心，必須采用整塊鐵心，從而帶來較高的渦流損耗。因此，傳統(tǒng)的軸向磁通勵磁只適用于軸向長度短，轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)，以免增添損耗，降低效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種軸向磁路勵磁電機(jī)用組合型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其目的旨在解決存在電勵磁源的電機(jī)實(shí)現(xiàn)無刷化勵磁的問題；采用組合型轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)，大幅度降低高次諧波和齒諧波產(chǎn)生的渦流損耗，從而使得軸向勵磁電機(jī)得以用在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)用場合。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：軸向磁路勵磁電機(jī)用組合型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征是轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊片部分和整塊鐵心套裝組成，既將轉(zhuǎn)子鐵心表面部分設(shè)計(jì)為硅鋼片疊片部分1，而轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部為整塊鐵心，形成轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2；電機(jī)帶載后的電樞磁通基波部分穿過轉(zhuǎn)子鐵心極的硅鋼片疊壓部分1以及轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2，而電樞電流的高次諧波和齒諧波產(chǎn)生的渦流損耗，由于轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1而大幅降低，鐵心極4形狀可以按照電機(jī)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)為任意形狀；轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片疊壓部分1按照轉(zhuǎn)子鐵心極4形狀分別安裝，轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1的數(shù)量與轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的數(shù)量相等；或進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1是一個整體，以方便加工；每個鐵心極4之間的轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1窄，易于飽和，從而實(shí)現(xiàn)n極和s極鐵心的隔磁；轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1開設(shè)定位鍵槽，確保n、s轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的安裝。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1）電機(jī)帶載后的電樞磁通基波部分穿過硅鋼片部分以及整塊鐵心部分。而高次諧波和齒諧波產(chǎn)生的渦流損耗，由于轉(zhuǎn)子鐵心疊壓部分的阻礙而極大地降低；

2）鐵心極形狀可以按照電機(jī)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)為任意形狀，硅鋼片疊片部分可以按照轉(zhuǎn)子鐵心極形狀分別安裝或進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)以方便安裝；

3）實(shí)現(xiàn)無刷化勵磁；

4）克服了普通傳統(tǒng)軸向勵磁電機(jī)渦流損耗大的缺點(diǎn)；

5）采用組合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的存在軸向磁通的電機(jī)可用于高速領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是組合型轉(zhuǎn)子鐵心極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是轉(zhuǎn)子鐵心組合方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是轉(zhuǎn)子鐵心極的形狀。

圖4是n極或s極轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2和轉(zhuǎn)子極疊壓部分1的示意圖。

圖5是n極和s極鐵心以及轉(zhuǎn)子極疊壓部分1的組裝示意圖。

圖中的1是轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分，2是轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分，3是隔磁環(huán)，4是鐵心極，5是鐵心軛。

具體實(shí)施方式

軸向磁路勵磁電機(jī)用組合型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊片部分和整塊鐵心套裝組成，既將轉(zhuǎn)子鐵心表面部分設(shè)計(jì)為硅鋼片疊片部分1，而轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部為整塊鐵心，形成轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2；電機(jī)帶載后的電樞磁通基波部分穿過轉(zhuǎn)子鐵心極的硅鋼片疊壓部分1以及轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2，而電樞電流的高次諧波和齒諧波產(chǎn)生的渦流損耗，由于轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1而大幅降低，鐵心極4形狀可以按照電機(jī)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)為任意形狀；轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片疊壓部分1按照轉(zhuǎn)子鐵心極4形狀分別安裝，轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1的數(shù)量與轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的數(shù)量相等；或進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1是一個整體，以方便加工；每個鐵心極4之間的轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1窄，易于飽和，從而實(shí)現(xiàn)n極和s極鐵心的隔磁；轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1開設(shè)定位鍵槽，確保n、s轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的安裝。

本轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)勵磁磁路存在軸向磁路；勵磁源可安放于轉(zhuǎn)子，形成一種有刷勵磁結(jié)構(gòu)；或安放于定子，形成一種無刷勵磁結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)配套的定子磁心選擇硅鋼片疊壓形式，或采用實(shí)心鐵心制造，電樞繞組設(shè)計(jì)為任意交流繞組，包括集中繞組、分布繞組，單相、三相和多相，是單層繞組或雙層繞組多種形式的交流繞組。

所述轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1安放于轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的表面，形成轉(zhuǎn)子鐵心極4。

所述轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2開設(shè)定位槽以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1的固定；轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的外表面與轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1的外表面緊密貼合。

所述轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2組合方式是n、s鐵極鐵心交錯排列。

電樞電流的基波磁場和勵磁磁場可穿過轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1和轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2；其中勵磁磁場通過轉(zhuǎn)子時，其軸向磁通部分從轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2穿過，其徑向磁通部分從轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1通過。

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的技術(shù)方案；

如附圖1，組合型轉(zhuǎn)子鐵心極4，其結(jié)構(gòu)是由轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1，轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2組成。轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2由鐵心極4和鐵心軛5組成。轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1安放于轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2中的鐵心極4的表面。鐵心極4開設(shè)定位槽以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1的固定。

對照附圖2，轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2組合方式，但不局限于附圖2，其n極和s極鐵心交錯排列。電樞電流的高次諧波和齒諧波帶來的渦流損耗將被硅鋼片疊片所削弱，而電樞電流的基波磁場和軸向勵磁磁場則可穿過硅鋼疊片部分和整塊鐵心。當(dāng)勵磁磁通的軸向部分穿過轉(zhuǎn)子鐵心時，可從轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2通過。當(dāng)勵磁部分磁通需要通過徑向路徑穿過主氣隙去往定子時，可從轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1通過。s極轉(zhuǎn)子鐵心極和n極的轉(zhuǎn)子鐵心極同軸固定于隔磁環(huán)3上。隔磁環(huán)3安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)軸。

對照附圖3但不局限于附圖3，轉(zhuǎn)子鐵心極的形狀可以按照電機(jī)性能的要求改變。如附圖3中將轉(zhuǎn)子做成爪極，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子斜槽，以減小氣隙諧波。

轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1和轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的安裝也可以有其他不同于附圖1的形式。

對照附圖4，每個鐵心極對應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1也可以是一個整體，以方便加工。每個鐵心極之間的轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1很窄，易于飽和，從而不影響n極和s極鐵心的隔磁。轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1開設(shè)鍵槽，以方便轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分2的安裝。

對照附圖5，當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1做成一個整體后，將s極和n極的轉(zhuǎn)子鐵心極通過鍵槽固定的方式安放于轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分1中。s極轉(zhuǎn)子鐵心極和n極的轉(zhuǎn)子鐵心極彼此不接觸。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是軸向磁路勵磁電機(jī)用組合型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊片部分和整塊鐵心套裝組成，即將轉(zhuǎn)子鐵心表面部分設(shè)計(jì)為硅鋼片疊片結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部為整塊鐵心，形成轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分。電機(jī)帶載后的電樞磁通基波部分穿過轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分以及轉(zhuǎn)子鐵心實(shí)心部分，而高次諧波和齒諧波產(chǎn)生的渦流損耗，由于轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分而大幅降低，鐵心極形狀可以按照電機(jī)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)為任意形狀，轉(zhuǎn)子鐵心極硅鋼片疊壓部分可以按照轉(zhuǎn)子鐵心極形狀分別安裝或進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)以方便安裝。優(yōu)點(diǎn)；克服了軸向電機(jī)采用整塊鐵心帶來的渦流損耗大的缺點(diǎn)，由此可實(shí)現(xiàn)含有軸向磁路的電機(jī)的高速領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：朱姝姝;胡耀華;謝敏求;劉闖;管旻珺;陳輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.08.04