CN103475119A - 一种定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构，由外转子本体、非导磁条、固定端环、输出端环构成，外转子本体是采用硅钢叠片叠压而成的内外侧凸极结构，在外转子本体的外侧凸极和内侧凸极正对的磁轭中间部分布置多个沿圆周方向均布的封闭槽，在每个封闭槽中嵌有一个非导磁条；非导磁条的两端均伸出外转子本体之外，非导磁条的较短伸出端处用固定端环固定连接外转子本体，非导磁条的较长伸出端处用输出端环固定连接外转子本体；能减小转子损耗，非导磁条具有一定程度的隔磁作用，使得内外电机可以独立控制，输出端环提供了输出外转子转矩的端面。

Description

一种定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构

技术领域

本发明涉及一种双转子电机，具体是双转子电机的外转子结构，属于电机设计的领域。

背景技术

  双转子电机的结构特点是具有一个定子和内、外两个转子。大多数的双转子电机的外转子上均有永磁体，存在固定困难、散热不易的问题；对于外转子上有永磁体的统一磁场类型的双转子电机，内外磁场容易相互影响，尤其是在弱磁控制时。

  在近年提出的定子永磁式双转子电机中，外转子上无永磁体无绕组，为双凸极结构，内外电机磁场为非统一磁场类型，内外电机磁场耦合远小于统一磁场类型双转子电机，但是内外磁场耦合仍然存在，因此能否对内外电机磁场执行解耦是关系到能否对内外电机进行独立精确控制的关键。

  传统的电机中输出转矩的转子轴通过转子支架与电机叠片转子连接，转子支架既可以传递转矩，又可以固定压紧叠片，而双转子电机中外转子内部有内转子，筒形的外转子转矩的输出依靠外转子端面，且由于没有空间安装转子支架和转轴，无法固定压紧叠片，故外转子多采用实心钢材料，导致损耗较大。

发明内容

 为克服现有技术中外转子损耗大的问题，减小内外电机磁场耦合，本发明提出一种应用于定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构，并同时提供转矩输出端面。

  本发明采用的技术方案是：本发明由外转子本体、非导磁条、固定端环、输出端环构成，外转子本体是采用硅钢叠片叠压而成的内外侧凸极结构，在外转子本体的外侧凸极和内侧凸极正对的磁轭中间部分布置多个沿圆周方向均布的封闭槽，在每个封闭槽中嵌有一个非导磁条；非导磁条的两端均伸出外转子本体之外，非导磁条的较短伸出端处用固定端环3固定连接外转子本体，非导磁条的较长伸出端处用输出端环固定连接外转子本体。

  本发明提出的外转子结构由于采用叠片及非导磁条和两个端环的叠压固定，可以减小转子损耗，而且非导磁条还具有一定程度的隔磁作用，使得内外电机可以独立控制；此外输出端环提供了输出外转子转矩的端面。 

附图说明

图1是本发明提出的隔磁鼠笼外转子结构的拆分图；

图2是本发明提出的隔磁鼠笼外转子结构的装配图；

图3是图2中外转子本体的端面视图；

图4是永磁磁通切换双转子电机采用普通外转子结构，且外永磁体工作，内永磁体不工作时的磁场分布图； 

 图5是永磁磁通切换双转子电机采用鼠笼外转子结构，且外永磁体工作，内永磁体不工作时的磁场分布图；

图中：1.外转子本体；2.非导磁条；3.固定端环；4.输出端环；5.封闭槽组；6.硅钢叠片；7.非导磁条的较短伸出端；8.非导磁条的较长伸出端；9.外侧凸极；10.内侧凸极；11.磁链。

具体实施方式

本发明提出的外转子结构如图1和图2所示，由外转子本体1、非导磁条2、固定端环3、输出端环4构成。  

  外转子本体1采用硅钢叠片6叠压而成，如图3所示，外转子本体1内外侧均为凸极结构，在外侧凸极9和内侧凸极10正对的磁轭中间部分布置着一组封闭槽组5，封闭槽组5由多个沿圆周方向均布的封闭槽组成。封闭槽组5的轴心与外转子本体1同轴心，封闭槽组5的径向两侧壁为同心圆弧，同心圆弧与外转子本体1同轴心，封闭槽的个数等于外转子本体1上的转子极数，内外侧转子极数相等。

在每个封闭槽中嵌有一个非导磁条2，封闭槽与非导磁条2之间的间隙用树脂填充或用非导磁焊料与外转子本体1焊接在一起，以消除非导磁条2的振动。

  非导磁条2的两端均伸出外转子本体1之外，在非导磁条2的较短伸出端7处用固定端环3焊接固定连接外转子本体1，在非导磁条2的较长伸出端8处用输出端环4焊接固定连接外转子本体1。输出端环4不仅可以固定非导磁条2，还可作为输出外转子转矩的端面。非导磁条2、固定端环3及输出端环4均采用非导磁材料。

  本发明的工作原理是：通过在外转子本体1上的封闭槽组5中放置非导磁条2，一方面采用树脂填充非导磁条2与封闭槽的间隙，或将非导磁条2与外转子本体1用非导磁焊料焊接在一起来稳固非导磁条2，以避免其振动，另一方面利用固定端环3和输出端环4将非导磁条2两端分别固定，利用这个鼠笼结构实现固定压紧外转子本体1的硅钢叠片6，从而实现减小损耗的目的。本发明可以减小内外电机磁场间的耦合，增加内外电机独立控制的合理性，图4及图5为永磁磁通切换双转子电机在外永磁体单独工作，内永磁体不工作时的磁场分布图，其中图4采用了普通双凸极外转子结构，外永磁体作用下存在少量磁链11流经内电机，图5采用本发明所述的隔磁鼠笼外转子结构，外永磁体作用下没有磁链流经内电机，显示出外导磁条2具有一定的隔磁作用，这是由于非导磁条2采用非导磁材料及其正对着凸极，从而可以截留一定的耦合磁链。本发明将输出端环4作为外转子转矩输出的端面，因为双转子电机中外转子为筒形，且内部还有一个内转子，所以外转子不能像传统电机的转子那样利用转轴输出转矩，只能通过端面输出转矩。输出端环4采用非导磁材料，因此不会带来端部漏磁，此外可在输出端环4内设有嵌槽，在嵌槽内放置输出端部的非导磁条2，并将非导磁条2与输出端环4焊接在一起，提高输出端面的刚度和强度。

Claims (3)

1.一种定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构，其特征是：由外转子本体（1）、非导磁条（2）、固定端环（3）、输出端环（4）构成，外转子本体（1）是采用硅钢叠片叠压而成的内外侧凸极结构，在外转子本体（1）的外侧凸极（9）和内侧凸极（10）正对的磁轭中间部分布置多个沿圆周方向均布的封闭槽，在每个封闭槽中嵌有一个非导磁条（2）；非导磁条（2）的两端均伸出外转子本体（1）之外，非导磁条（2）的较短伸出端处用固定端环（3）固定连接外转子本体（1），非导磁条（2）的较长伸出端处用输出端环（4）固定连接外转子本体（1）。

2.根据权利要求1所述的定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构，其特征是：封闭槽个数等于外转子本体（1）上的转子极数，内外侧转子极数相等。

3.根据权利要求1所述的定子永磁式双转子电机的隔磁鼠笼外转子结构，其特征是：封闭槽的径向两侧壁为同心圆弧，同心圆弧与外转子本体（1）同轴心。

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