雙定子軸向磁場電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙定子軸向磁場電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的雙定子電機(jī)大多為雙定子徑向磁場電機(jī)，當(dāng)雙定子電機(jī)的極數(shù)比較多、雙定子電機(jī)的軸向長度與外徑比率比較小時(shí)，雙定子徑向磁場電機(jī)就會(huì)存在效率低、單位輸出轉(zhuǎn)矩小的問題。
[0003]為了克服上述傳統(tǒng)雙定子徑向磁場電機(jī)的不足之處，現(xiàn)有技術(shù)提出了雙定子軸向磁場電機(jī)的設(shè)計(jì)方案。與雙定子徑向磁場電機(jī)相比，當(dāng)雙定子電機(jī)的極數(shù)足夠多，軸向長度與外徑的比率足夠小時(shí)，雙定子軸向磁場電機(jī)在效率和單位輸出轉(zhuǎn)矩方面都具有明顯的優(yōu)勢，且雙定子軸向磁場電機(jī)相對(duì)于雙定子徑向磁場電機(jī)而言還具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、定子繞組散熱條件良好等優(yōu)點(diǎn)。然而，現(xiàn)有雙定子軸向磁場電機(jī)在具體應(yīng)用中仍存在諸多不足之處，具體體現(xiàn)在:
[0004]I)現(xiàn)有的雙定子軸向磁場電機(jī)都采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩定子的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，且轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩個(gè)定子的功能是一致的(轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩個(gè)定子都是電樞定子)，這樣，在應(yīng)用中其須保證兩定子控制電流的一致性，從而使得現(xiàn)有的雙定子軸向磁場電機(jī)在電流控制上存在較大的難度；
[0005]2)現(xiàn)有的雙定子軸向磁場電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度受電機(jī)空間限制，很難再進(jìn)一步增大，故而，使得現(xiàn)有雙定子軸向磁場電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度受到限制，嚴(yán)重限制了雙定子軸向磁場電機(jī)性能的提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了雙定子軸向磁場電機(jī)，其解決了雙定子軸向磁場電機(jī)電流控制難度大的問題，并進(jìn)一步提升了雙定子軸向磁場電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:雙定子軸向磁場電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、設(shè)于所述轉(zhuǎn)子之軸向一側(cè)的電樞定子和設(shè)于所述轉(zhuǎn)子之軸向另一側(cè)的勵(lì)磁定子，所述電樞定子包括電樞鐵芯和設(shè)于所述電樞鐵芯上的電樞繞組，所述勵(lì)磁定子包括勵(lì)磁鐵芯和若干個(gè)凸設(shè)于所述勵(lì)磁鐵芯上的磁極。
[0008]優(yōu)選地，所述磁極為設(shè)于所述勵(lì)磁鐵芯上的永磁體；或者，所述磁極包括凸設(shè)于所述勵(lì)磁鐵芯上的勵(lì)磁齒和設(shè)于所述勵(lì)磁齒上的勵(lì)磁繞組。
[0009]優(yōu)選地，所述勵(lì)磁繞組沿所述勵(lì)磁鐵芯軸向延伸的軸向長度小于或等于所述勵(lì)磁齒沿所述勵(lì)磁鐵芯軸向延伸的軸向長度。
[0010]優(yōu)選地，所述勵(lì)磁鐵芯呈板狀，其具有朝向所述轉(zhuǎn)子的第一軸側(cè)面和背對(duì)所述轉(zhuǎn)子的第二軸側(cè)面，所述磁極凸設(shè)于所述的第一軸側(cè)面上。
[0011 ] 具體地，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)沿周向分離設(shè)置的轉(zhuǎn)子齒。
[0012]具體地，所述電樞鐵芯包括電樞軛和若干個(gè)凸設(shè)于所述電樞軛上的電樞齒，所述電樞繞組設(shè)于所述電樞齒上。
[0013]優(yōu)選地，所述電樞繞組沿所述電樞軛軸向延伸的軸向長度小于或等于所述電樞齒沿所述電樞軛軸向延伸的軸向長度。
[0014]優(yōu)選地，所述電樞軛呈板狀，其具有朝向所述轉(zhuǎn)子的第三軸側(cè)面和背對(duì)所述轉(zhuǎn)子的第四軸側(cè)面，所述電樞齒凸設(shè)于所述的第三軸側(cè)面上。
[0015]優(yōu)選地，所述電樞齒的數(shù)量為三的整數(shù)倍，且該整數(shù)倍大于或等于一倍。
[0016]優(yōu)選地，各所述電樞齒上都設(shè)有所述電樞繞組；或者，只有部分所述電樞齒上設(shè)有所述電樞繞組。
[0017]本發(fā)明提供的雙定子軸向磁場電機(jī)，通過將轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩定子設(shè)為非對(duì)稱定子，并具體將轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩個(gè)定子分別設(shè)為電樞定子和勵(lì)磁定子，從而使得轉(zhuǎn)子兩側(cè)的兩個(gè)定子的功能并不相同，這樣，一方面使得電樞定子和勵(lì)磁定子在設(shè)計(jì)中不需嚴(yán)格要求結(jié)構(gòu)對(duì)稱，從而使得電樞定子和勵(lì)磁定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較靈活；另一方面使得電樞定子與勵(lì)磁定子的控制電流并不相同(電樞定子的控制電流為交變電流，勵(lì)磁定子可采用永磁勵(lì)磁或者勵(lì)磁定子的控制電流為直流電流)，有效降低了雙定子軸向磁場電機(jī)的電流控制難度；再一方面由于在雙定子軸向磁場電機(jī)的運(yùn)行中，勵(lì)磁定子會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁磁場，故，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在電樞繞組中產(chǎn)生反電動(dòng)勢，且該反電動(dòng)勢會(huì)與電樞定子上交變的電樞電流作用產(chǎn)生功率和轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而增大了雙定子軸向磁場電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度，為雙定子軸向磁場電機(jī)的性能提尚提供了新的解決方案。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的轉(zhuǎn)子、電樞定子和勵(lì)磁定子的分解示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的電樞鐵芯的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的勵(lì)磁定子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的轉(zhuǎn)子、電樞定子和勵(lì)磁定子的分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件上時(shí)，它可以直接在另一個(gè)元件上或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0024]還需要說明的是，本實(shí)施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]如圖1?3所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供的雙定子軸向磁場電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子la、設(shè)于轉(zhuǎn)子Ia之軸向一側(cè)的電樞定子2a和設(shè)于轉(zhuǎn)子Ia之軸向另一側(cè)的勵(lì)磁定子3a，電樞定子2a包括電樞鐵芯21a和設(shè)于電樞鐵芯21a上的電樞繞組22a，勵(lì)磁定子3a包括勵(lì)磁鐵芯31a和若干個(gè)凸設(shè)于勵(lì)磁鐵芯31a上的磁極32a。電樞定子2a的控制電流為交變電流，勵(lì)磁定子3a上不設(shè)置控制電流(勵(lì)磁定子3a采用永磁勵(lì)磁)，即電樞繞組22a的輸入電流為交變電流、磁極32a上不設(shè)輸入電流，這樣，由于電樞定子2a與勵(lì)磁定子3a的控制電流并不相同，故，其有效降低了雙定子軸向磁場電機(jī)的電流控制難度。本實(shí)施例中，通過將轉(zhuǎn)子Ia兩側(cè)的兩定子設(shè)為非對(duì)稱定子，并具體將轉(zhuǎn)子Ia兩側(cè)的兩個(gè)定子分別設(shè)為電樞定子2a和勵(lì)磁定子3a，從而使得轉(zhuǎn)子Ia兩側(cè)的兩個(gè)定子的功能并不相同，這樣，使得電樞定子2a和勵(lì)磁定子3a在設(shè)計(jì)中不需要求結(jié)構(gòu)對(duì)稱，從而使得電樞定子2a和勵(lì)磁定子3a的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較靈活。同時(shí)，由于在雙定子軸向磁場電機(jī)的運(yùn)行中，勵(lì)磁定子3a會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁磁場，故，在轉(zhuǎn)子Ia旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在電樞繞組22a中產(chǎn)生反電動(dòng)勢，且該反電動(dòng)勢會(huì)與電樞定子2a上交變的電樞電流作用產(chǎn)生功率和轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而增大了雙定子軸向磁場電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度，為雙定子軸向磁場電機(jī)的性能提高提供了新的解決方案。
[0027]具體地，勵(lì)磁鐵芯31a呈圓形平板狀，其具有朝向轉(zhuǎn)子Ia的第一軸側(cè)面311a和背對(duì)轉(zhuǎn)子Ia的第二軸側(cè)面312a，磁極32a凸設(shè)于的第一軸側(cè)面311a上，且任意兩個(gè)周向相鄰的磁極32a的極性都相反。磁極32a只位于勵(lì)磁鐵芯31a的軸向一側(cè)，其利于減小勵(lì)磁定子3a的軸向長度，從而利于減小雙定子軸向磁場電機(jī)的體積和提高雙定子軸向磁場電機(jī)的效率。
[0028]優(yōu)選地，磁極32a為設(shè)于勵(lì)磁鐵芯31a上的永磁體，具體生產(chǎn)中，勵(lì)磁鐵芯31a與磁極32a分別單獨(dú)生產(chǎn)制造后，再將磁極32a固定于勵(lì)磁鐵芯31a上；其中，勵(lì)磁鐵芯31a具體可由軟磁復(fù)合材料(SMC)壓制而或者由硅鋼片疊壓而成，永磁體具體可由燒結(jié)釹鐵硼材料制成。本實(shí)施例中，勵(lì)磁定子3a的磁極32a直接采用永磁體，這樣，使得勵(lì)磁定子3a和電樞定子2a在結(jié)構(gòu)和功能上都不相同，并使得勵(lì)磁定子3a在工作過程中不需要輸入控制電流，從而極大程度地減小了雙定子軸向磁場電機(jī)的電流控制難度；同時(shí)，其將磁極32a與勵(lì)磁鐵芯31a分體設(shè)置，并使勵(lì)磁鐵芯31a采用磁性略差的材料制成，在保證勵(lì)磁鐵芯31a磁性的前提下，可進(jìn)一步減小勵(lì)磁定子3a的材料成本。
[0029]具體地，轉(zhuǎn)子Ia包括若干個(gè)沿周向分離設(shè)置的轉(zhuǎn)子齒Ila和用于連接各轉(zhuǎn)子齒Ila的轉(zhuǎn)子支架(圖未示)，轉(zhuǎn)子齒Ila采用導(dǎo)磁材料制成，轉(zhuǎn)子支架采用非導(dǎo)磁材料制成。本實(shí)施例提供的雙定子軸向磁場電機(jī)，還包括轉(zhuǎn)軸(圖未不)和機(jī)殼(圖未不)等，各轉(zhuǎn)子齒Ila通過轉(zhuǎn)子支架緊固安裝于轉(zhuǎn)軸上，電樞定子2a的中心位置軸向貫穿設(shè)有供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的第一貫孔201a，勵(lì)磁定子3a的中心位置軸向貫穿設(shè)有供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的第二貫孔301a。
[0030]具體地，轉(zhuǎn)子齒Ila優(yōu)選由軟磁復(fù)合材料(SMC)通過模具一體壓制而成，這樣，在充分保證轉(zhuǎn)子齒Ila性能的前提下，可極大程度地減小轉(zhuǎn)子齒Ila的材料成本，從而利于雙定子軸向磁場電機(jī)向低成本方向發(fā)展。當(dāng)然了，具體應(yīng)用中，轉(zhuǎn)子齒Ila也可由硅鋼片疊壓rfn 。
[0031]優(yōu)選地，電樞鐵芯21a包括電樞軛211a和若干個(gè)凸設(shè)于電樞軛211a上的電樞齒212a，各電樞齒212a沿圓周方向均勻等間隔分布，電樞繞組22a套設(shè)或繞設(shè)于電樞齒212a上。具體應(yīng)用中，電樞軛211a與電樞齒212a可分體生產(chǎn)制造，其中，電樞軛211a具體可由硅鋼片沿軸向疊壓而成，電樞齒212a具體可由軟磁復(fù)合材料(SMC)制成，然后再將電樞齒212a固定電樞軛211a上；或者，電樞軛211a與電樞齒212a也可一體生產(chǎn)制造，且電樞軛211a與電樞齒212a具體可由軟磁復(fù)合材料通過模具一體壓制而成。在雙定子軸向磁場電機(jī)中，采用軟磁復(fù)合材料代替硅鋼片，在有效保證電樞鐵芯21a性能的前提下，可進(jìn)一步減小電樞鐵芯21a的材料成本，從而利于雙定子軸向磁場電機(jī)向低成本方向發(fā)展。
[0032]具體地，電樞繞組22a具體包括若干個(gè)電樞線圈221a，電樞線圈221a可由漆包線單獨(dú)繞制形成后再套裝于電樞齒212a上，電樞線圈221a的內(nèi)側(cè)具有中空內(nèi)孔2211a，電樞線圈221a通過中空內(nèi)孔2211a與電樞齒212