CN113078797A - 一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构 - Google Patents
一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113078797A CN113078797A CN202110549282.0A CN202110549282A CN113078797A CN 113078797 A CN113078797 A CN 113078797A CN 202110549282 A CN202110549282 A CN 202110549282A CN 113078797 A CN113078797 A CN 113078797A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- complementary
- gear motor
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
- H02K49/102—Magnetic gearings, i.e. assembly of gears, linear or rotary, by which motion is magnetically transferred without physical contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
本发明公开一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构，电机结构包括第一定子和第二定子，所述第一定子和第二定子形成互补双定子结构，第一定子和第二定子之间设有转子；所述第一定子包括定子轭部，定子轭部的下方设有圆周阵列分布的定子齿部，相邻的定子齿部之间形成定子槽；所述定子槽靠近定子轭部的一端为圆弧形结构，另一端形成敞开的槽口，定子齿部的两侧均设有凸起部，所述第一定子和第二定子结构相同。本发明电机结构能够在减小非工作次谐波及转子涡流的同时，有效增加转矩密度，减小齿槽转矩。同时因其轴向对称的结构又能够消除轴向不平衡磁拉力，实现电机低转矩脉动、高性能运行，有效提高电机性能指标，同时具有较好的工艺性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机结构，具体是一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构。
背景技术
永磁同步电机利用转子中按一定规律分布的永磁体建立主磁场，这使得永磁同步电机与传统电励磁电机相比具有效率更高和功率因数高等优点。永磁体在转子铁芯中可采用多种排列方式，所以永磁电机结构多样化，优化的永磁电机结构能够有效提高电机性能指标。电动汽车用轮毂电机，需要用轴向永磁电机来代替径向永磁电机。轴向永磁电机因此扁平化的形状，也被称为盘式电机，盘式电机相对径向永磁电机，结构也更为紧凑。相同轴向长度，轴向永磁电机的电磁转矩密度也要远远高于径向永磁电机。
传统的电动汽车用轮毂电机系统，包括一个轴向磁场电机加变速机械齿轮，轴向磁场电机转子转速非常高，因此利用变速机械齿轮将其转矩传递至轮毂处，从而使得轮毂低速运行且能够产生大转矩，驱动电动汽车运行。而机械齿轮需要高精度的制造，且靠物理接触，容易造成磨损，增加系统不稳定性以及机械损耗，因此可以采用轴向磁齿轮电机，将轴向磁场电机与变速齿轮结合，减小机械损耗，增加系统稳定性。
磁齿轮电机采用磁场调制原理，其非工作次谐波也非常多，这样会导致工作次谐波降低，同时转子涡流损耗也会因此增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构，电机结构能够在减小非工作次谐波及转子涡流的同时，有效增加转矩密度，减小齿槽转矩。同时因其轴向对称的结构又能够消除轴向不平衡磁拉力，实现电机低转矩脉动、高性能运行，有效提高电机性能指标，同时具有较好的工艺性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构，电机结构包括第一定子和第二定子，所述第一定子和第二定子形成互补双定子结构，第一定子和第二定子之间设有转子；
所述第一定子包括定子轭部，定子轭部的下方设有圆周阵列分布的定子齿部，相邻的定子齿部之间形成定子槽；
所述定子槽靠近定子轭部的一端为圆弧形结构，另一端形成敞开的槽口，定子齿部的两侧均设有凸起部；
所述第一定子和第二定子结构相同，第一定子和第二定子中的槽口均朝向转子，第一定子和第二定子错开一个定子齿部的机械角度，使得第一定子的定子齿部正对第二定子的槽口形成互补定子。
进一步的，所述第一定子、第二定子和转子同轴心分布，双定子与转子之间形成气隙。
进一步的，所述定子轭部为环形结构。
进一步的，所述定子槽的对称面与定子轭部对称中心重合，第一定子包括6N个定子槽，N为大于等于2的正整数。
进一步的，所述定子槽的圆弧形结构的弧度大于等于180度，定子齿部的宽度与定子槽的宽度相等。
进一步的，所述凸起部与气隙之间的距离为定子齿部长度的1/4-1/3。
进一步的，所述转子包括转子轭部，转子轭部的上方和下方均设有永磁体。
进一步的，所述转子轭部为硅钢片制成的环形结构。
进一步的，所述永磁体包括阵列分布的N极永磁体和P极永磁体，N极永磁体和P极永磁体相间分布，永磁体为轴向充磁且相邻永磁体充磁方向相反。
进一步的，所述互补双定子中的励磁绕组通入相同频率的三相电流后，产生旋转磁场，该旋转磁场经过定子齿的调制后，产生出与转子永磁极对数相同的磁场，从而在定转子间的气隙与永磁磁场进行能量交换，实现低速大转矩。
本发明的有益效果：
本发明电机结构能够在减小非工作次谐波及转子涡流的同时，有效增加转矩密度，减小齿槽转矩。同时因其轴向对称的结构又能够消除轴向不平衡磁拉力，实现电机低转矩脉动、高性能运行，有效提高电机性能指标，同时具有较好的工艺性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明电机结构示意图；
图2是本发明第一定子结构示意图；
图3是本发明第一定子部分结构示意图；
图4是本发明转子结构示意图；
图5是本发明磁力线分布图；
图6是本发明磁力线分布图；
图7是本发明磁力线分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构，电机结构包括第一定子1和第二定子2，第一定子1和第二定子2形成互补双定子结构，如图1所示，第一定子1和第二定子2之间设有转子3，第一定子1、第二定子2和转子3同轴心分布，双定子与转子3之间形成气隙。
第一定子1包括定子轭部11，如图2所示，定子轭部11为环形结构，定子轭部11的下方设有圆周阵列分布的定子齿部12，相邻的定子齿部12之间形成定子槽13，定子槽13的对称面与定子轭部11对称中心重合，第一定子1包括6N个定子槽13，N为大于等于2的正整数。
定子槽13靠近定子轭部11的一端为圆弧形结构，如图4所示，另一端形成敞开的槽口15，定子槽13的圆弧形结构的弧度大于等于180度，定子齿部12的宽度与定子槽13的宽度相等，定子齿部12的两侧均设有凸起部14，凸起部14与气隙之间的距离为定子齿部12长度的1/4-1/3。
第一定子1和第二定子2结构相同，第一定子1和第二定子2中的槽口15均朝向转子3，第一定子1和第二定子2错开一个定子齿部12的机械角度，使得第一定子1的定子齿部12正对第二定子2的槽口15，形成互补定子。
转子3包括转子轭部31，如图3所示，转子轭部31为硅钢片制成的环形结构，转子轭部31的上方和下方均设有永磁体，永磁体包括阵列分布的N极永磁体和P极永磁体，N极永磁体和P极永磁体相间分布，永磁体为轴向充磁且相邻永磁体充磁方向相反。
当互补双定子中的励磁绕组通入相同频率的三相电流后，能够产生旋转磁场，该旋转磁场经过定子齿的调制后，可以产生出与转子永磁极对数相同的磁场，从而在定转子间的气隙与永磁磁场进行能量交换，使得此种电机能够实现低速大转矩的功能，如图5所示。
该轴向互补定子型磁齿轮电机为36槽32极结构时，采用互补性定子结构，通过两种定子绕组磁动势的叠加，能够消除5、7等非工作次谐波，也能够使得永磁磁链能够一直匝链定子而不会断开，增加了主磁路的磁力线，减小了漏磁。同时，将单侧定子绕组排布为双层60相带三相绕组的结构，能够消除偶次谐波及3n次谐波，n为大于等于1的正整数，从而大大降低非工作次谐波，提高电磁转矩。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构，电机结构包括第一定子(1)和第二定子(2)，其特征在于，所述第一定子(1)和第二定子(2)形成互补双定子结构，第一定子(1)和第二定子(2)之间设有转子(3)；
所述第一定子(1)包括定子轭部(11)，定子轭部(11)的下方设有圆周阵列分布的定子齿部(12)，相邻的定子齿部(12)之间形成定子槽(13)；
所述定子槽(13)靠近定子轭部(11)的一端为圆弧形结构，另一端形成敞开的槽口(15)，定子齿部(12)的两侧均设有凸起部(14)；
所述第一定子(1)和第二定子(2)结构相同，第一定子(1)和第二定子(2)中的槽口(15)均朝向转子(3)，第一定子(1)和第二定子(2)错开一个定子齿部(12)的机械角度，使得第一定子(1)的定子齿部(12)正对第二定子(2)的槽口(15)形成互补定子。
2.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述第一定子(1)、第二定子(2)和转子(3)同轴心分布，双定子与转子(3)之间形成气隙。
3.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述定子轭部(11)为环形结构。
4.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述定子槽(13)的对称面与定子轭部(11)对称中心重合，第一定子(1)包括6N个定子槽(13)，N为大于等于2的正整数。
5.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述定子槽(13)的圆弧形结构的弧度大于等于180度，定子齿部(12)的宽度与定子槽(13)的宽度相等。
6.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述凸起部(14)与气隙之间的距离为定子齿部(12)长度的1/4-1/3。
7.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述转子(3)包括转子轭部(31)，转子轭部(31)的上方和下方均设有永磁体。
8.根据权利要求7所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述转子轭部(31)为硅钢片制成的环形结构。
9.根据权利要求7所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述永磁体包括阵列分布的N极永磁体和P极永磁体，N极永磁体和P极永磁体相间分布，永磁体为轴向充磁且相邻永磁体充磁方向相反。
10.根据权利要求1所述的一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构,其特征在于，所述互补双定子中的励磁绕组通入相同频率的三相电流后，产生旋转磁场，该旋转磁场经过定子齿的调制后，产生出与转子永磁极对数相同的磁场，从而在定转子间的气隙与永磁磁场进行能量交换，实现低速大转矩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110549282.0A CN113078797A (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110549282.0A CN113078797A (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113078797A true CN113078797A (zh) | 2021-07-06 |
Family
ID=76616776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110549282.0A Withdrawn CN113078797A (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 一种轴向互补定子型磁齿轮电机结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113078797A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218251A (en) * | 1991-10-28 | 1993-06-08 | Allwine Jr Elmer C | Composite magnet stepper motor |
| JP3681129B2 (ja) * | 1995-12-13 | 2005-08-10 | 多摩川精機株式会社 | ステップモータ用ステータ |
| CN103178667A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-06-26 | 华中科技大学 | 轴向磁场双定子游标电机 |
-
2021
- 2021-05-20 CN CN202110549282.0A patent/CN113078797A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218251A (en) * | 1991-10-28 | 1993-06-08 | Allwine Jr Elmer C | Composite magnet stepper motor |
| JP3681129B2 (ja) * | 1995-12-13 | 2005-08-10 | 多摩川精機株式会社 | ステップモータ用ステータ |
| CN103178667A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-06-26 | 华中科技大学 | 轴向磁场双定子游标电机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112467950B (zh) | 一种转子永磁型双转子轴向磁场混合励磁磁通切换电机 | |
| CN110460175B (zh) | 一种轴向磁通集中绕组型混合励磁电机 | |
| CN106602823A (zh) | 一种双爪极定子聚磁式游标电机 | |
| CN102832771A (zh) | 一种复合式磁通切换永磁电机 | |
| CN108631531B (zh) | 一种电动汽车用混合励磁开关磁阻轮毂电机 | |
| CN104836398A (zh) | 转子聚磁式双定子横向磁场永磁同步电机 | |
| CN113489274B (zh) | 双边交替极型混合励磁无刷电机 | |
| CN102545412A (zh) | 高效率、大转矩盘式开关磁阻电机 | |
| CN112467901B (zh) | 一种磁齿轮复合直驱电机及其应用 | |
| CN115118111A (zh) | 一种新型混合励磁双定子双凸极永磁电机 | |
| CN115632534B (zh) | 一种直驱式双边永磁励磁型磁场调制电机 | |
| CN101626186B (zh) | 三维磁路结构的永磁开关磁链发电机 | |
| CN111211659B (zh) | 一种定子模块化环形绕组双转子永磁电机 | |
| CN114552925B (zh) | 一种定子永磁型轴径向混合磁场永磁磁通切换电机 | |
| CN113659789B (zh) | 一种内外定子轴向磁场磁通切换型混合永磁电机 | |
| CN113949244B (zh) | 一种单齿集中绕组少谐波轴向磁通电机 | |
| CN111245187A (zh) | 一种环形绕组双转子磁通反向电机 | |
| CN210629311U (zh) | 一种轴向磁场复合型定子永磁电机 | |
| CN210608875U (zh) | 一种径向磁场复合型磁通切换电机 | |
| CN110492708B (zh) | 叠层式游标电机 | |
| CN208675081U (zh) | 一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机 | |
| CN111969819A (zh) | 三相聚磁式h型定子横向磁通永磁电机 | |
| CN111293849A (zh) | 一种组合式转子调制器磁通反向永磁电机 | |
| CN115603537B (zh) | 一种双定子可变磁通双永磁磁场调制电机 | |
| CN101630873B (zh) | 混合磁极结构的永磁开关磁链发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210706 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |