CN102624175A - 无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有轴向磁通的永磁盘式电机，具体是一种无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机。它包括有一对转子盘和位于两转子盘之间的定子，转子盘内侧表面固定安装有沿圆周排列的永磁体；转子盘由非导磁材料制成；永磁体分为两种，一种是磁极方向与转子盘的盘面垂直的垂直磁极永磁体，另一种是磁极方向与转子盘的盘面平行的平行磁极永磁体；垂直磁极永磁体与平行磁极永磁体沿圆周交错排布；并且，每两个相邻的垂直磁极永磁体的磁极方向相反，每两个相邻的平行磁极永磁体的磁极方向也相反。本发明减小了转子上的磁损耗，永久磁铁的磁性能得到了充分利用，漏磁减少，电机的功率密度得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及具有轴向磁通的永磁盘式电机，具体是一种无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机。
背景技术
目前，具有两个永磁转子、一个定子的外转子结构的轴向磁路的盘式永磁电动机较为多见，这种电机的永磁转子有两个，分别置于定子盘的两侧，定子铁芯采用硅钢片卷绕成圆盘状，分别在圆盘的两个端面上开槽放置线圈，这种电机具有结构简单、效率高等优点，但定子铁芯的轭部较长，占据了较多体积和重量，而且会产生轭部磁损耗；为了进一步提高电机效率，定子可以采用无铁芯的结构，即定子线圈采用高分子材料浇铸而成。虽然这种电机减小了定子的铁芯损耗，但是由于定子为空心线圈，电机的实际气隙较大，从而磁场的漏磁也比较大，造成永久磁铁的磁性能得不到充分利用，而且空心线圈的涡流损耗也比较大；此外，此类电机转子必须采用轭铁，以此为永久磁体提供磁路通道，这样就会在转子上产生磁损耗；另外，由于定子部件夹在两个转子盘中间，电机的冷却面积大大减小，不利于设计成大功率电机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电机漏磁小、散热能力强、线圈涡流损失小、无定、转子铁轭，能够有效地提高电机的功率密度，可实现电机的高效率、大功率设计的无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机。
本发明的无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机包括有一对可绕电机转轴旋转的转子盘和位于两转子盘之间的定子，每一个转子盘内侧表面固定安装有沿圆周排列的永磁体；所述转子盘由非导磁材料制成；所述永磁体分为两种，一种是磁极方向与转子盘的盘面垂直的垂直磁极永磁体，另一种是磁极方向与转子盘的盘面平行的平行磁极永磁体；所述垂直磁极永磁体与平行磁极永磁体沿圆周交错排布，即每两个相邻的垂直磁极永磁体之间有一个平行磁极永磁体，而每两个相邻的平行磁极永磁体之间也有一个垂直磁极永磁体；并且，每两个相邻的垂直磁极永磁体的磁极方向相反，每两个相邻的平行磁极永磁体的磁极方向也相反。
所述定子包括有多个沿圆周均布的电磁线圈，电磁线圈的截面为矩形，电磁线圈的定子铁芯轴向安置在电磁线圈的内腔中，每一组电磁线圈和铁芯通过径向的穿接螺栓固定安装在一个圆筒状的壳体内壁上。
所述定子铁芯由“工”字形的硅钢片叠压而成，所述穿接螺栓同时对硅钢片进行穿接连接。
采用以上技术方案以后，电机的转子上的永久磁铁由于采用了HALBACH阵列的分布方式，转子盘可以采用非导磁性材料作为磁铁的背板，从而减小了转子铁轭上的磁损耗；此外，由于定子线圈中加入了硅钢片等导磁材料，电机的有效气隙大大缩短，永久磁铁的磁性能得到了充分利用，漏磁减少，电机的功率密度得到提高。而且，通过采用以上技术，电机定子的轴向长度得到了适度增加，电机的散热能力得到了加强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例的定子结构示意图；
图3是本发明实施例中构成定子铁芯的硅钢片的形状示意图；
图4是转子盘上排列的永磁体的径向外侧端面排列的局部展开示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机包括有一对可绕电机转轴旋转的转子盘1和位于两转子盘之间的定子2，每一个转子盘内侧表面固定安装有沿圆周排列的永磁体3；转子盘1由非导磁材料制成；如图4所示（图中的箭头方向表示永磁体的磁极方向），永磁体3分为两种，一种是磁极方向与转子盘的盘面垂直的垂直磁极永磁体31，另一种是磁极方向与转子盘的盘面平行的平行磁极永磁体32；垂直磁极永磁体31与平行磁极永磁体32沿圆周交错排布，即每两个相邻的垂直磁极永磁体之间有一个平行磁极永磁体，而每两个相邻的平行磁极永磁体之间也有一个垂直磁极永磁体；并且，每两个相邻的垂直磁极永磁体的磁极方向相反，每两个相邻的平行磁极永磁体的磁极方向也相反。即永久磁铁采用HALBACH阵列的分布方式。
如图2所示，定子2由多个电磁线圈21沿圆周均布组合而成，电磁线圈的截面为矩形，电磁线圈的定子铁芯22轴向安置在电磁线圈的内腔中，每一组电磁线圈和铁芯通过径向的穿接螺栓23固定安装在一个圆筒状的壳体24的内壁上。定子铁芯22由“工”字形的硅钢片叠压而成（参见图3），穿接螺栓23同时对硅钢片进行穿接连接。
Claims (3)
1.一种无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机，包括有一对可绕电机转轴旋转的转子盘（1）和位于两转子盘之间的定子（2），每一个转子盘内侧表面固定安装有沿圆周排列的永磁体（3）；其特征是：转子盘（1）由非导磁材料制成；永磁体（3）分为两种，一种是磁极方向与转子盘的盘面垂直的垂直磁极永磁体（31），另一种是磁极方向与转子盘的盘面平行的平行磁极永磁体（32）；垂直磁极永磁体（31）与平行磁极永磁体（32）沿圆周交错排布，即每两个相邻的垂直磁极永磁体之间有一个平行磁极永磁体，而每两个相邻的平行磁极永磁体之间也有一个垂直磁极永磁体；并且，每两个相邻的垂直磁极永磁体的磁极方向相反，每两个相邻的平行磁极永磁体的磁极方向也相反。
2.根据权利要求1所述的无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机，其特征是：定子（2）包括多个沿圆周均布的电磁线圈（21），电磁线圈的截面为矩形，电磁线圈的定子铁芯（22）轴向安置在电磁线圈的内腔中，每一组电磁线圈和铁芯通过径向的穿接螺栓（23）固定安装在一个圆筒状的壳体（24）的内壁上。
3.根据权利要求2所述的无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机，其特征是：定子铁芯（22）由“工”字形的硅钢片叠压而成，穿接螺栓（23）同时对硅钢片进行穿接连接。
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