CN103780040B - 外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机 - Google Patents

外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,外转子包括圆筒形的外转子壳体,内定子设置于外转子壳体的内腔之中;外转子壳体的内壁上,贴有沿着外转子壳体的轴向排列成多排的多排永磁单体;每一排永磁单体的多个永磁单体沿着外转子壳体的内周面的周向均匀设置,形成一个环形。内定子包括定子轴和套设于定子轴上的至少一个环形线圈,环形线圈上套设有多个定子铁芯,多个定子铁芯中相邻的两个定子铁芯之间设置有一个磁桥,环形线圈穿过定子铁芯和磁桥,形成一相定子。本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,具有可解决现有横向磁通电机所存在的漏磁较高、齿槽转矩大和成本高等问题、有效提高功率密度、改善漏磁同时降低齿槽转矩等优点。

Description

外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机。
背景技术
[0002] 新能源汽车是国家十二五规划的七大新兴产业之一,相比传统汽车,纯电动汽车 具有近乎零排放,低能耗的优点。然而目前纯电动汽车大都采用集中式动力,即由一台主驱 动电机通过传动轴将功率输送到驱动轮上,即仅仅是将汽车的传统内燃机的动力源换成了 电动机,整体架构仍然局限在传统汽车的设计思路上。采用四轮或两轮直驱轮毂电机的纯 电动汽车完全跳开了传统内燃机汽车架构的束缚,省去了变速箱以及机械传动机构,提高 了汽车整体的效率以及性能;还可以用两轮轮毂电机架构混合动力汽车,总之,轮毂电机新 能源汽车已经是目前乃至将来的热点研宄方向之一。
[0003] 目前电动汽车用轮毂电机大都采用永磁同步电机或者无刷直流电机。由于轮毂直 径以及宽度限制,对电机的功率密度有较高的要求,鉴于目前传统径向磁通电机的槽与齿 在一个平面导致齿宽与槽宽存在不可调和的竞争关系,功率密度难以再有效提高。横向磁 通永磁电机由于线圈槽和齿空间上垂直,可以实现比径向磁通电机更高的转矩密度,并且 由于相间相互独立使得设计多相电机实现容错冗余运行变得较为方便。可以预见:横向磁 通电机不仅在新能源汽车领域,在家电领域亦将具有广阔的应用前景。但是,值得一提的 是:现有结构的横向磁通电机尚存齿槽转矩大、漏磁较高、成本较高等不足,限制了横向磁 通永磁电机在新能源汽车领域和家电领域的应用。
发明内容
[0004] 本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处,提供了一种外转子磁桥式横向 磁通永磁同步电机,以解决现有横向磁通电机所存在的漏磁较高、齿槽转矩大和成本高等 问题。
[0005] 本发明为解决技术问题,提供了一种外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机。
[0006] 外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,其结构特点是,包括外转子和内定子;
[0007] 所述外转子包括圆筒形的外转子壳体,所述内定子设置于所述外转子壳体的内腔 之中;所述外转子壳体的内壁上,贴有沿着所述外转子壳体的轴向排列成多排的多排永磁 单体;所述多排永磁单体中的每一排永磁单体包括多个永磁单体;所述每一排永磁单体的 多个永磁单体沿着所述外转子壳体的内周面的周向均匀设置,每一排永磁单体形成一个环 形;多排永磁单体沿着所述外转子壳体的轴向方向分布成多排;同一排永磁单体中,沿周向 相邻的两个永磁单体的充磁方向相反;
[0008] 所述内定子包括定子轴和套设于所述定子轴上的至少一个环形线圈,所述环形线 圈上套设有多个定子铁芯,所述多个定子铁芯中相邻的两个定子铁芯之间设置有一个磁 桥,所述环形线圈穿过所述定子铁芯和磁桥,形成一相定子。
[0009] 本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机还具有以下技术特点。
[0010] 所述外转子壳体的内壁上设置有2m排永磁单体,形成m相转子;每相转子由两排永 磁单体构成,每相转子的两排永磁单体之间的间隔为D;不同相的相邻两排永磁单体之间的 间隔为Q;每排永磁单体共有2p个;同一排的永磁单体中,相邻的两个永磁单体之间的间隔 为L,相邻的两个永磁单体的充磁方向相反;其中,m^2,P多丨㉛和口均为自然数;
[0011] 所述内定子的定子轴上套设于m相定子;所述m相定子中的一相定子的一个环形线 圈上设置有P个定子铁芯,每个定子铁芯轴向宽度与每相转子的轴向宽度相等;定子铁芯的 开口的轴向宽度为也为D;所述外转子和内定子装配时,定子铁芯的开口与每相转子的两排 永磁单体之间的间隔相对应•,相邻的两相定子之间的距离为Q。
[0012] 所述定子铁芯为多个相同定子冲片叠压而成。
[0013] 所述磁桥为多个相同长方形磁桥冲片叠压而成。
[0014] 与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
[0015] 传统横向磁通电机,每相定子铁芯数目为P,每相每圈永磁体数目为2p,使得每圈 永磁体中有一半永磁体磁通没有通过定子铁芯形成闭合回路,而是通过空气与相邻以及相 对的相反方向充磁的永磁体形成漏磁回路;同时定子铁芯与定子铁芯之间有较大空隙,电 机气隙严重不均匀,导致齿槽转矩过大。本发明提出了一种外转子磁桥式横向磁通永磁同 步电,在相邻定子铁芯之间,定子外圆弧与绕组之间包围的范围插入瓦片状长磁桥,在圆周 方向形成定子铁芯一磁桥一定子铁芯一磁桥如此的交错排列,磁桥由固定在定子轴两端的 磁桥端盖固定。
[0016] 本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,具有可解决现有横向磁通电机所 存在的漏磁较高、齿槽转矩大和成本高等问题、有效改善漏磁同时降低齿槽转矩等优点,此 夕卜,磁桥的加入使得绕组交链的主磁通增大,能够进一步提高电机的功率密度。
附图说明
[0017]图1为本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机的具体实施方式一的内定子 和外转子的分体立体图。
[0018]图2为图1的内定子和外转子装配后的轴向俯视图。
[0019]图3为图1的外转子内壁上的永磁单体的排列示意图。
[0020]图4为本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机的磁桥的分体图。
[0021]图5为本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机的定子铁芯的分体图。
[0022]图6为本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机的具体实施方式一的磁通路 径意图D
[0023]图7为本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机的具体实施方案二的内定子 的立体图。
[0024]图8为图7中的外转子内壁上的永磁单体的排列示意图。 _5] 〜8中标号外转子,2内定子,3外转子壳体,31内腔,4永磁单体,5定子轴,6环 形线圈,7定子铁芯,71开口,72中空部位,8磁桥,9定子冲片,10磁桥冲片,11扇形端部。
[0026]以下通过具体实施方式,对本发明作进一步说明。
具体实施方式
[0027] 参加图1〜图8,外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,包括外转子1和内定子2;
[0028] 所述外转子1包括圆筒形的外转子壳体3,所述内定子2设置于所述外转子壳体3的 内腔31之中;所述外转子壳体3的内壁上,贴有沿着所述外转子壳体3的轴向排列成多排的 多排永磁单体4;所述多排永磁单体4中的每一排永磁单体4包括多个永磁单体4;所述每一 排永磁单体4的多个永磁单体4沿着所述外转子壳体3的内周面的周向均勾设置,每一排永 磁单体4形成一个环形;每一排永磁单体的多个永磁单体中,任意两个相邻永磁单体之间的 距离是相等的,而且这两个永磁单体的充磁方向相反;每一排永磁单体都是首尾相连,在外 转子壳体的筒形内壁上围成一个环形;第一排和第二排永磁单体一起形成一相转子,第三 排和第四排永磁单体一起又形成一相转子;以下各排如是类推,每两排形成一相转子;多排 永磁单体4沿着所述外转子壳体3的轴向方向分布成多排;同一排永磁单体4中,沿周向相邻 的两个永磁单体4的充磁方向相反;所有的永磁单体的尺寸规格都是相同的;每相转子的两 排的永磁单体在外转子壳体的轴向方向上形成一列;每相转子的两排永磁单体中,轴向方 向成一列的两个相邻的永磁单体在外转子壳体的轴向方向上位置严格一一对应;每一排永 磁单体形成首尾相连的环形排。每相转子的两排永磁单体在外转子壳体的轴向方向上构成 一个直线列;
[0029] 所述横向磁通电机为m相p对极(其中,m彡2,p彡l,m和p均为自然数),在定转子结 构上有两种形式:
[0030] 1)定子相间错开角度:不同相转子的永磁单体,在外转子壳体的轴向方向可以相 互严格对应,所有的永磁单体在外转子壳体的内周面上形成一个环形阵列(如图1和3所 示);不同相的所有的永磁单体在外转子壳体的轴向方向构成一个直线列;此时同一列的相 邻两排的永磁单体中,沿轴向相邻的两个永磁单体的充磁方向相反。和这种外转子相对应 的内定子中,各相定子依次同方向错开360/m度的电角度排列,换算到机械角度为360/(m* P)度;同理各相磁桥亦依次同方向错开360/m度的电角度排列,换算到机械角度为360/(m* P)度;每相永磁体不错开角度均对其排列。如图1中,磁桥依次同向错开了 10°机械角度,定 子铁芯也依次同向错开了 10°机械角度。
[0031] 2)永磁体相间错开角度:不同相转子的永磁单体,也可以相互错开一定的角度(如 图7和图8所示);这种转子对应的定子中,不同相的定子的铁芯在轴向方向是对应的,不同 相的定子铁芯在轴向方向成列,相邻两列的定子铁芯之间采用同一个磁桥。转子各相永磁 体依次同方向错开360/m度的电角度排列,换算到机械角度为360/(m*p)度,定子单元不错 开角度均对其排列,如此各相磁桥亦对其排列横插过m相定子单元间空隙,与图1和图3中所 述磁桥数目不同,本方案磁桥数目为图1和图3的方案的磁桥数目的m分之一,长度为图1和 图3中方案磁桥的三倍。
[0032] 所述内定子2包括定子轴5和套设于所述定子轴5上的至少一个环形线圈6,所述环 形线圈6上套设有多个定子铁芯7,所述多个定子铁芯7中相邻的两个定子铁芯7之间设置有 一个磁桥8,所述环形线圈6穿过所述定子铁芯7和磁桥8,形成一相定子。定子铁芯呈U形,定 子铁芯的U形中空部位72为线圈槽;磁桥也呈U形,环形线圈穿过定子铁芯和磁桥的U形的中 空部位72,即磁桥和定子铁芯依次间隔设置套设于所述环形线圈上,将环形线圈围住,构成 一相定子。磁桥和定子铁芯依次间隔设置,形成一个环形,刚好将环形线圈围在U形的中空 部位处。一相定子与外转子的两排永磁单体构成的一相转子相对应。
[0033] 磁桥式横向磁通永磁电机磁通沿着:永磁体一空气隙一定子铁心一空1隙一水磁 体一转子铁芯一永磁体一空气隙一磁桥一空气隙一永磁体一转子铁芯一永磁体,形成横向 磁通回路。
[0034] 所述外转子壳体3的内壁上设置有2m排永磁单体4,形成m相转子;每相转子由两排 永磁单体4构成,每相转子的两排永磁单体4之间的间隔为D;不同相的相邻两排永磁单体4 之间的间隔为Q;每排永磁单体4共有2p个;同一排的永磁单体4中,相邻的两个永磁单体4之 间的间隔为L,相邻的两个永磁单体4的充磁方向相反;其中,2,P多i,m和P均为自然数;
[0035] 所述内定子2的定子轴5上套设于m相定子;所述m相定子中的一相定子的一个环形 线圈6上设置有p个定子铁芯7,每个定子铁芯7轴向宽度与每相转子的轴向宽度相等;定子 铁芯7的开口 71的轴向宽度为也为D;所述外转子1和内定子2装配时,定子铁芯7的开口与每 相转子的两排永磁单体4之间的间隔相对应;相邻的两相定子之间的距离为9。
[0036] 每相永磁体的轴向宽度为两个永磁单体的轴向宽度加上两排永磁单体之间的间 隔D的和,与每相转子的轴向宽度相同。
[0037] 所述定子铁芯7为多个相同定子冲片9叠压而成。叠压时使硅钢片依次错开,以使 叠压成形的定子齿部弧度与定子外径弧度一样。 _
[0038] 所述磁桥8为多个相同长方形磁桥冲片1〇叠压而成。长方形磁桥冲片采用硅钢片。 叠压时使硅钢片依次错开以使叠压成形的磁桥弧度与定子外径弧度一样。制作时,先将多 个硅钢片相互平行叠压,两侧的两个硅钢片是相互平行的;然后,在叠压好的磁桥两端叠加 小角度扇形端部11。磁桥与定子铁芯相对的两面呈平行结构,间距一个气隙长度;定子铁芯 叠压长度较永磁体面向气隙侧弦长长1-2个气隙宽度;定子齿部伸出槽部分厚度与磁桥厚 度一样。
[0039] 定子铁芯、磁桥均采用硅钢片叠压成形,磁通流通路径被限制在每片硅钢片内,不 存在磁通穿过多个硅钢片的情况存在;采用每圈永磁体单体间隔为2个气隙长度,定子铁芯 之间增加磁桥降低漏磁;定子齿部周向弧长比永磁体周向弧长长1-2个气隙,经磁桥优化, 将磁桥与定子铁芯面对的两面相互平行且间距1个气隙长度左右,有效改善漏磁同时降低 齿槽转矩。
[0040] 如图1-8所示,本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机包括外转子与内定 子两大部分。
[0041] 外转子部分包括壳体和贴于壳体的内壁上的多个永磁体单体。所述永磁体单体形 状为弧形瓦片状,采用径向充磁、圆周方向排列;每圈共排列2p (P>=1)个永磁体单体,相邻 的两个永磁体充磁方向相反,且同一圈相邻的两个永磁体中有一定间隔L。两圈相邻且间隔 D的对齐排列的永磁体为一相。两列对齐的两块永磁体充磁方向相反,共m相合计2m列永磁 体。每相永磁体之间有一定间隔Q。
[0042] 定子部分包含p个U型定子铁芯,沿定子轴对称圆周排列,定子铁芯轴向宽度与每 相永磁体轴向宽度一致,g卩U型定子铁芯两个齿部分别面对每相的两列永磁体,定子铁芯的 开口部分(宽度为D)面对每相两列永磁体之间空隙。U型定子铁芯的凹槽为线圈槽,环形线 圈沿着圆周方向依次穿过各定子槽形成一个完整的线圈;此p个定子铁芯及穿过铁芯的环 形线圈组成一相定子,总共m个相同该单元沿轴向串联形成m相定子,其间隔与ra相永磁体相 间间隔同为Q,定子铁芯间穿过磁桥,形成定子铁芯一磁桥一定子铁芯一磁桥如此的间隔排 列。
[0043] 磁通沿着:永磁体一空气隙一定子铁芯一空气隙一永磁体一转子铁芯一永磁体一 空气隙一磁桥一空气隙一永磁体一转子铁芯一永磁体,形成横向磁通回路。
[0044]根据电机电磁场理论,定子绕组产生的磁场与转子永磁体产生的磁场相互作用产 生电磁转矩。假定m=3,给3相定子绕组通入三相正弦电流,对于本发明的第一相定子绕组中 通入正弦交变电流,该电流产生的磁动势与转子第一相永磁体产生的磁场相互作用产生脉 震的电磁转矩。由于图1和图3中的方案a三相定子单元依次错开了 120°电角度,如此第二相 定子绕组中通入正弦交变电流产生的磁动势与转子第二相永磁体产生磁场相互作用生成 的电磁转矩将滞后第一产生的电磁转矩120°电角度,同理第三相产生的脉震电磁转矩滞后 第二相120°电角度。如此三相的合成电磁转矩将是一个恒定值Te,由于齿槽转矩等的影响, 实际电机输出的电磁转矩将围绕Te有小幅度波动,本发明的目的之一就是抑制这种波动。 对于永磁体错极,如图7和图8所示,其定子对齐排列的方案b,原理与前述相同。
[0045]本发明通过等效磁网络法理论分析与有限元软件三维建模分析,立足如下几点: 外转子永磁体排列方式、内定子形状及叠片形式、磁桥形状以及叠片形式、磁桥与定子间的 合理布局来实现高功率密度横向磁通永磁电机设计,并减小漏磁即齿槽转矩的影响。
[0046]本发明通过有限元分析与理论磁网络法计算,提出了的磁桥式横向磁通永磁电机 通过外转子、内定子、磁桥、定子叠片和磁桥叠片间的综合匹配,降低现有横向磁通电机所 存在的漏磁较高、齿槽转矩大和成本高等不足,实现横向磁通电机的高功率密度设计。定子 铁芯、磁桥均采用硅钢片叠压成形,磁通流通路径被限制在每片硅钢片内,不存在磁通穿过 多个硅钢片的情况存在;采用每圈永磁体单体间隔为2个气隙长度,定子铁芯之间增加磁桥 降低漏磁;定子齿部周向弧长比永磁体周向弧长长1-2个气隙,经磁桥优化,将磁桥与定子 铁芯面对的两面相互平行且间距1个气隙长度左右,有效改善漏磁同时降低齿槽转矩。
[0047] 鉴于现有径向磁通的永磁电机功率密度难以有效提高,而现有的高功率密度的横 向磁通电机存在漏磁较高、齿槽转矩大和成本较高等不足,限制了横向磁通永磁电机在新 能源汽车乃至家电领域广泛应用,为此,本发明提出了一种外转子磁桥式的横向磁通永磁 电机。本发明的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,增设磁桥且兼顾叠片方式,对比传统 径向磁通永磁电机,横向磁通电机具有更高的功率密度,更大的设计自由度,然而目前横向 磁通电机都存在结构复杂、齿槽转矩大、漏磁高等缺点。本发明包括外转子与内定子两部 分,外转子包含外转子壳体、贴于壳体内壁上的多圈瓦片状永磁体单体;内定子部分包括内 定子轴和多个定子铁芯,定子铁芯的齿部面向前述的永磁体并沿定子轴轴向对称排列,磁 通路径为多个定子铁芯以及其所面对的多个永磁体单体,多个磁桥及其所面对的多个永磁 体单体,使磁通沿所述轴向移动以定子铁芯与磁桥内循环。
[0048]如图1 -8所不,本发明的磁桥式横向磁通永磁电机为3相12对极磁桥式横向磁通永 磁电机,其定子和转子间的错极方式可以按照图1和图3中的方案a (下面所述的具体实施方 案一)实施,也可以按照如图7和图8所示的方案b (下面所述的具体实施方案二)实施。
[0049]具体实施方案一的永磁体排列方式如图3所示。永磁体单体形状为弧形瓦片状采 用径向充磁、间隔L、圆周方向排列,每圈共排列24个永磁体单体,间隔为D的相邻两圈永磁 体为一相,共排列6列分为3相。如图3所示A、B、C三相永磁体,每相永磁体有一定间隔Q,同相 内的两列永磁体对齐排列且轴向方向左右相邻永磁体充磁方向相反(如图3,所示代表的白 色永磁体单体与代表的斜划线永磁体充磁方向相反),两列间亦有一定间隔Q,三相永磁体 对齐排列。
[0050] 每圈永磁体数目为24,每相定子铁芯数目为12,使得每圈永磁体中有一半永磁体 磁通没有通过定子铁芯形成闭合回路,而是通过空气与相邻以及相对的相反方向充磁的永 磁体形成漏磁回路;同时定子铁芯与定子铁芯之间有较大空隙,电机气隙严重不均匀,导致 齿槽转矩过大。在相邻定子铁芯之间,定子外圆弧与绕组之间包围的范围内插入瓦片状磁 桥,在圆周方向形成定子铁芯一磁桥一定子铁芯一磁桥如此的交错排列,磁桥由固定在定 子轴上的磁桥固定架固定。
[0051] 定子部分中,12个U型定子铁芯沿定子轴对称圆周排列,定子铁芯宽度与每相永磁 体轴向宽度一致,g卩U型定子铁芯两个齿部分别面对每相的两列永磁体,开口部分面对每相 两列永磁体之间空隙。U型定子铁芯的凹槽为线圈槽,环形线圈沿圆周方向依次穿过各定子 槽形成一个完整的整线圈;12个定子铁芯及穿过铁芯的圆形线圈为一相,总共3个相同该单 元沿轴向间隔距离Q依次依次同方向错开120°的电角度排列,换算到机械角度为10°;同理 各相磁桥亦依次同方向错开120°的电角度排列,换算到机械角度为10°,每相永磁体不错开 角度均对其排列。具体轴向排列方式如图1所示。
[0052] 磁通沿着永磁体一空气隙一定子铁芯一空气隙一永磁体一转子铁芯一永磁体一 空气隙一磁桥一空气隙一永磁体一转子铁芯一永磁体,形成横向磁通回路。
[0053]所述的磁桥式横向磁通永磁电机中,所有磁桥为多个相同长方形磁桥冲片叠压而 成,叠压时使硅钢片依次错开以使叠压成形的磁桥弧度与定子外径弧度一样,叠压后如图4 所示两端为平行。根据有限元软件分析计算得出磁桥两端与定子面相平行时(如图2所示) 齿槽较低,在磁桥两端再分别叠压一个扇形长条,其横截面形状为三角形;叠压完成的磁桥 如图4所示。
[0054]图5为为定子铁芯立体视图,所有定子铁芯为多个相同定子冲片叠压而成,并且叠 压时使硅钢片依次错开以使叠压成形的定子齿部弧度与定子外径弧度一样。
[0055]本发明所提出的磁桥式横向磁通永磁电机通过等效磁网络法理论分析与有限元 软件三维建模分析,进而针对外转子、内定子、磁桥、定子叠片和磁桥叠片间的综合匹配,降 低了现有横向磁通电机所存在的漏磁较高、齿槽转矩大和成本高等不足,实现横向磁通电 机的高功率密度设计。
[0056]运行原理:根据电机电磁场理论,定子绕组产生的磁场与转子永磁体产生的磁场 相互作用产生电磁转矩,针对本发明的A相定子绕组中通入正弦交变电流,该电流产生的磁 动势与转子永磁体产生磁场相互作用产出脉震的电磁转矩;由于三相永磁体依次错开了 120°电角度,如此同理B相定子绕组中通入正弦交变电流产生的磁动势与转子B相永磁体产 生磁场相互作用生成的电磁转矩将滞后A相120°电角度,同理C相产生的脉震电磁转矩滞后 B相12〇°电角度。如此A,B,C相的脉震电磁转将合成一个稳定的电磁转矩Te,考虑到齿槽转 矩等的影响,实际电机输出的电磁转矩将围绕Te有小幅度波动,本发明的目的之一就是抑 制这种波动。
[0057]具体实施方案二的外转子永磁体排列方式如图8所示,内定子如图7所示。具体实 施方式一和具体实施方式二区别主要体现在外转子上的永磁体错开角度。三相定子单元对 齐轴向串联;三相永磁体依次同向错开120°电角度,g卩10°机械角度,如图7所示,!3相永磁体 较A相永磁体整体错开了 10。机械角度,c相永磁体较B相永磁体整体错开了 10°机械角度,即 与A相永磁体整体错开12〇。机械角度;同时由于三相定子对齐排列,所以采用一个长磁桥横 插过三相定子单元间空隙。磁桥截面形状以及叠片工艺亦如具体实施方案一,唯一不同仅 在于磁桥长度为具体实施方案一的三倍。
[0058]基于阐述本发明的目的公开了本发明的两个具体实施方式,然而本发明的磁桥式 横向磁通永磁同步电机并不限于此,本领域技术人员可以在不脱离权利要求书公开的太 明的范围前提下做出改变,本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定 斗反

Claims (2)

1. 外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,其特征是: 包括外转子⑴和内定子⑵; 所述外转子(1)包括圆筒形的外转子壳体(3),所述内定子(2)设置于所述外转子壳体 (3) 的内腔(31)之中; 所述外转子壳体(3)的内壁上,贴有沿着所述外转子壳体(3)的轴向排列成排的多排永 磁单体(4);所述多排永磁单体⑷中的每一排永磁单体(4)包括多个永磁单体(4);所述每 一排永磁单体(4)的多个永磁单体⑷沿着所述外转子壳体(3)的内周面的周向均匀设置, 每一排永磁单体(4)形成一个环形;多排永磁单体(4)沿着所述外转子壳体⑶的轴向方向 分布成多排;同一排永磁单体⑷中,沿周向相邻的两个永磁单体⑷的充磁方向相反;每两 排永磁单体(4)形成一相转子,每相转子的两排的永磁单体(4)在转子外壳体(3)的轴向方 向上形成一列; 所述内定子⑵包括定子轴(5)、套设于所述定子轴⑸上的多相定子和多个环形线圈 (6);每相定子包含多个U型定子铁芯(7),所述多个定子铁芯(7)沿定子轴(5)对称圆周排 列,所述多个定子铁芯⑺中相邻的两个定子铁芯(7)之间设置有一个磁桥(8),所述定子铁 芯⑺和磁桥⑻依次间隔套设于所述环形线圈⑹上,形成一相定子; 所述定子铁芯⑺和磁桥⑻均采用娃钢片叠压成形; 所述定子铁芯(7)为多个相同U形定子冲片(9)叠压而成,多个相同U形定子冲片(9)沿 定子周向方向排列并进行叠压,叠压时使定子冲片依次错开,以使叠压成形的定子铁芯(7) 的齿部弧度与内定子外径弧度一样;定子铁芯的U形中空部位(72)为线圈槽; 所述定子铁芯⑺叠压长度较永磁单体⑷面向气隙侧弦长长1_2个气隙宽度; 所述磁桥(8)采用硅钢片叠压成形,叠压时使硅钢片依次错开,以使叠压成形的磁桥 ⑻弧度与内定子外径弧度一样;所述磁桥⑻为多个相同长方形磁桥冲片(1〇)和扇形端部 (11)叠压而成,多个相同长方形磁桥冲片(1〇)沿定子周向方向排列并进行叠压,在叠压好 的磁桥两端叠加小角度扇形端部(11); 所述磁桥⑻与定子铁芯⑺相对的两面呈平行结构,间距一个气隙长度。
2. 根据权利要求1所述的外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机,其特征是: 所述外转子壳体⑶的内壁上设置有2m排永磁单体(4),形成m相转子;每相转子由两排 永磁单体⑷构成,每相转子的两排永磁单体⑷之间的间隔为D;不同相的相邻两排永磁单 体⑷之间的间隔为Q;每排永磁单体⑷共有2P个;同一排的永磁单体⑷中,相邻的两个永 磁单体(4)之间的间隔为L,相邻的两个永磁单体(4)的充磁方向相反;其中,m和p均为自然 数,m彡2,p彡1; 所述内定子⑵的定子轴⑸上套设有m相定子,相邻的两相定子之间的距离为Q;所述m 相定子中的一相定子的一个环形线圈(6)上设置有P个定子铁芯(7),每个定子铁芯⑺轴向 宽度与每相转子的轴向宽度相等;定子铁芯C7)的开口(n)的轴向宽度为也为D; 所述外转子(1)和内定子(2)装配时,定子铁芯(7)的开口与每相转子的两排永磁单体 (4) 之间的间隔相对应。
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