本技術(shù)涉及永磁電機，特別是涉及一種徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著分布式供電和多電技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)已經(jīng)慢慢取代傳統(tǒng)飛行器中的液壓、氣壓等機械系統(tǒng)，使得二次側(cè)功率系統(tǒng)均以電的形式進行分配，多電、全電飛行器已經(jīng)成為當(dāng)代新的發(fā)展方向。以超高速渦輪發(fā)電機為主體的電源系統(tǒng)將成為新一代多電飛行器電源系統(tǒng)的重要研究方向，其原理是利用燃?xì)馕惭婧惋w行器飛行過程中的高速氣流帶動渦輪機旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電。

2、高超聲速飛行器的空氣流體達到400m/s。因此，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可達100，000r/min。一般來說，電子控制系統(tǒng)需要更少的功率約50w。這將導(dǎo)致屬于微型電機的發(fā)電機體積相當(dāng)小。因此，對于傳統(tǒng)發(fā)電機來說，制造將成為一個嚴(yán)峻的問題(定子/轉(zhuǎn)子鐵芯及埋線工藝問題)。

3、目前的電機系統(tǒng)功率密度仍不足以滿足大型電推進系統(tǒng)的需要，電機需要高速時提供充足電能并且對電機提出輕量化的要求。永磁電機具有功率密度高、結(jié)構(gòu)簡單堅固、高速性能優(yōu)異、可靠性高、容錯能力強、惡劣環(huán)境適應(yīng)性好等特點，在超高速工作環(huán)境中具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。

4、專利cn?205154403?u提出了一種用于渦噴發(fā)動機上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，自主設(shè)計的高速交流三相永磁發(fā)電機包括發(fā)電機轉(zhuǎn)軸、磁鋼、發(fā)電機定子疊片、發(fā)電機定子線圈和殼體，可以取代蓄電池向發(fā)動機的附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備供電。但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、難以加工制造。專利cn?103291381?a提出了一種以空氣渦輪直接驅(qū)動的高速發(fā)電機，包括發(fā)電機外殼、機匣、渦輪轉(zhuǎn)子，還包括永磁體組合、線圈繞組，但其不能產(chǎn)生足夠的電能，永磁體還會受到較大的離心力和定子的電磁吸力，對永磁體的安裝和保護成為了一個技術(shù)難點。

5、從而，如何解決微電機易于制造，確保在大轉(zhuǎn)速變化下提供穩(wěn)定的供電電壓范圍，提高電機的輸出能力是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是提供一種徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁發(fā)電機，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供多的永磁發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，且可保證在大轉(zhuǎn)速變化下提供穩(wěn)定的供電電壓范圍。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下方案為：

3、一種徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，包括機殼、安裝在所述機殼內(nèi)部的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子支架、u形定子鐵心、薄環(huán)形定子鐵心和環(huán)形電樞繞組，所述環(huán)形電樞繞組為單相繞組，所述定子支架上沿周向開設(shè)有環(huán)形繞組槽和u形定子鐵心卡槽，所述環(huán)形繞組槽位于所述定子支架軸向的中部，所述u形定子鐵心卡槽周向間隔設(shè)置有多個，所述薄環(huán)形定子鐵心和所述環(huán)形電樞繞組置于所述環(huán)形繞組槽中，所述u形定子鐵心卡設(shè)在所述u形定子鐵心卡槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子組件設(shè)置在所述定子支架的中心，其包括轉(zhuǎn)子鐵心和沿轉(zhuǎn)子鐵心周向分布的永磁體，所述永磁體徑向充磁，相鄰永磁體充磁方向相反。

4、進一步地，所述u形定子鐵心包括內(nèi)開口u形定子鐵心和外開口u形定子鐵心，所述u形定子鐵心卡槽包括內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽和外開口u形定子鐵心卡槽，所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽和外開口u形定子鐵心卡槽沿所述定子支架周向交替分布，所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡設(shè)在所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽內(nèi)，所述外開口u形定子鐵心卡設(shè)在所述外開口u形定子鐵心卡槽內(nèi)。

5、進一步地，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心軸向兩側(cè)端面與所述定子支架軸向的兩側(cè)端面平齊。

6、進一步地，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心的數(shù)量之和與所述永磁體的極數(shù)一致。

7、進一步地，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心均由硅鋼片疊壓形成。

8、進一步地，所述轉(zhuǎn)子鐵心呈薄圓桶形形狀，多個所述永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵心的周側(cè)分布形成圓環(huán)，所述轉(zhuǎn)子鐵心與所述圓環(huán)的軸向長度一致。

9、進一步地，所述定子支架上開設(shè)有出線孔。

10、本實用新型的有益效果在于：

11、本實用新型提供的永磁電機，提出了一種環(huán)形繞組的新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在保留了高轉(zhuǎn)矩/功率密度優(yōu)勢的同時，解決了微電機易于制造的問題，降低了生產(chǎn)成本；同時結(jié)合u形定子鐵心和薄環(huán)形定子鐵心，u形定子鐵心可增強整個定子組件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性同時優(yōu)化磁場分布，保證電機在大轉(zhuǎn)速下定子組件的穩(wěn)定性，從而減少轉(zhuǎn)子組件在旋轉(zhuǎn)過程中因離心力而產(chǎn)生的振動和形變，同時也可減少永磁體受到電磁吸力，可確保電機在大轉(zhuǎn)速情況下，提供穩(wěn)定的供電電壓范圍，提高電機的輸出能力。

技術(shù)特征：

1.一種徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，包括機殼、安裝在所述機殼內(nèi)部的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子支架、u形定子鐵心、薄環(huán)形定子鐵心和環(huán)形電樞繞組，所述環(huán)形電樞繞組為單相繞組，所述定子支架上沿周向開設(shè)有環(huán)形繞組槽和u形定子鐵心卡槽，所述環(huán)形繞組槽位于所述定子支架軸向的中部，所述u形定子鐵心卡槽周向間隔設(shè)置有多個，所述薄環(huán)形定子鐵心和所述環(huán)形電樞繞組置于所述環(huán)形繞組槽中，所述u形定子鐵心卡設(shè)在所述u形定子鐵心卡槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子組件設(shè)置在所述定子支架的中心，其包括轉(zhuǎn)子鐵心和沿轉(zhuǎn)子鐵心周向分布的永磁體，所述永磁體徑向充磁，相鄰永磁體充磁方向相反。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述u形定子鐵心包括內(nèi)開口u形定子鐵心和外開口u形定子鐵心，所述u形定子鐵心卡槽包括內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽和外開口u形定子鐵心卡槽，所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽和所述外開口u形定子鐵心卡槽沿所述定子支架周向交替分布，所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡設(shè)在所述內(nèi)開口u形定子鐵心卡槽內(nèi)，所述外開口u形定子鐵心卡設(shè)在所述外開口u形定子鐵心卡槽內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心軸向兩側(cè)端面與所述定子支架軸向的兩側(cè)端面平齊。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心的數(shù)量之和與所述永磁體的極數(shù)一致。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述內(nèi)開口u形定子鐵心和所述外開口u形定子鐵心均由硅鋼片疊壓形成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵心呈薄圓桶形形狀，多個所述永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵心的周側(cè)分布形成圓環(huán)，所述轉(zhuǎn)子鐵心與所述圓環(huán)的軸向長度一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，其特征在于，所述定子支架上開設(shè)有出線孔。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種徑向充磁的環(huán)形繞組單相永磁電機，包括機殼、安裝在機殼內(nèi)部的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件包括定子支架、U形定子鐵心、薄環(huán)形定子鐵心和環(huán)形電樞繞組，定子支架上沿周向開設(shè)有環(huán)形繞組槽和U形定子鐵心卡槽，薄環(huán)形定子鐵心和環(huán)形電樞繞組置于環(huán)形繞組槽中，U形定子鐵心卡設(shè)在U形定子鐵心卡槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子組件設(shè)置在定子支架的中心，其包括轉(zhuǎn)子鐵心和沿轉(zhuǎn)子鐵心周向分布的永磁體，永磁體徑向充磁，相鄰永磁體充磁方向相反。本技術(shù)在保留了高轉(zhuǎn)矩/功率密度優(yōu)勢的同時，解決了微電機易于制造的問題，降低了生產(chǎn)成本，同時可確保電機在大轉(zhuǎn)速情況下，提供穩(wěn)定的供電電壓范圍，提高電機的輸出能力。

技術(shù)研發(fā)人員：于雪,張靜,耿偉偉,張翼翔,黨彥廣,周杰
受保護的技術(shù)使用者：鄭州佛光發(fā)電設(shè)備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240425
技術(shù)公布日：2025/1/2