CN106100268A - 一种内外双转子永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内外双转子永磁电机，包括：由外壳体、前端盖和后端盖构成的圆柱形腔体，所述前端盖中间设置通孔，所述通孔上设置用于安装电机轴的第一轴承，所述电机轴的一端连接转动连接法兰，另一端穿过定子线圈鼠笼座并通过第二轴承固定在定子线圈鼠笼座上，所述电机轴与前端盖之间设置轴封，所述定子线圈鼠笼座外侧设置内转子，所述内转子外侧设置内转永磁体，所述内转永磁体的外侧设置定子线圈绕组，所述定子线圈绕组的外侧设置外传永磁体，所述外转永磁体的外侧设置外转子，所述定子线圈绕组与电源连接，所述定子线圈绕组中间设置冷却装置。本发明适用范围广、生产成本低、使用寿命长、能量转换效率高。

Description

一种内外双转子永磁电机
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种内外双转子永磁电机。
背景技术
能源紧张是影响我国国民经济发展的一个重要问题，也是全世界共同关心的问题。节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。工业用电动机消耗全世界发电量的30%-40%，现有的永磁电机的扭矩低、效率低、成本高，因此改善整个驱动系统和应用技术的效率对节能关系重大。考虑到我国稀土资源丰富和稀土永磁产量已列世界前茅的优势，研超高效永磁电动机是我国发展高效电机的重要途径。
发明内容
本发明根据上述现有技术中存在的问题，提供一种效率高、扭矩大、结构合理的内外双转子永磁电机。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种内外双转子永磁电机，其特征在于，包括：由外壳体、前端盖和后端盖构成的圆柱形腔体，所述前端盖中间设置通孔，所述通孔上设置用于安装电机轴的第一轴承，所述电机轴的一端连接转动连接法兰，另一端穿过定子线圈鼠笼座并通过第二轴承固定在定子线圈鼠笼座上，所述电机轴与前端盖之间设置轴封，所述定子线圈鼠笼座外侧设置内转子，所述内转子外侧设置内转永磁体，所述内转永磁体的外侧设置定子线圈绕组，所述定子线圈绕组的外侧设置外传永磁体，所述外转永磁体的外侧设置外转子，所述定子线圈绕组与电源连接，所述定子线圈绕组内部设置定子铁芯，所述定子铁芯内部为镂空结构，该镂空结构中间设置冷却装置。
进一步地，所述内转永磁体和外转永磁体的磁铁片成5-30度角度差。
进一步地，所述内转永磁体和外转永磁体的磁铁片成10度角度差。
进一步地，所述电源为九相电源，其中九相电源分为三组，分别连接定子线圈绕组、内转子和外转子。
进一步地，所述内转子和外转子的转速不同。
进一步地，所述冷却装置为冷却水管，所述后端盖设置进水口和出水口，所述冷却水管的两端分别通过连接胶管与进水口和出水口连接。
进一步地，所述冷却水管为铁芯冷却水管。
进一步地，所述定子线圈鼠笼座采用铝合金材料制作。
进一步地，所述定子铁芯为硅铜片定子铁芯，所述硅铜片定子铁芯外侧为扁平玻璃丝紫铜漆包线。
进一步地，所述内转永磁体和外传永磁体为在永磁体内部加入5%-10%的过渡金属铱和稀土材料氧化钇构成的复合材料制作而成。
本发明的有益效果：
本发明通过第一轴承和第二轴承与定子线圈鼠笼座连接，通过轴封对轴与前端盖进行密封固定，通过九相电路控制系统分别给定子线圈绕组、内转子、外转子通电， 启动时内转子先转动，当需要翻倍扭矩时启动外转子转动，外转子、内转子可分别控制不同转速。电机启动时，内转子和外转子同时围绕鼠笼型定子转动，并通过九相电源分别控制内转子和外转子的转动速度，外转子和内转子实现不同转速的旋转，外转永磁体和内转永磁体的永磁片设置5-30的角度差，这样在转动时同时产生S极和N极，X极和Y极的两组不同方向的力，每360度旋转时，内转永磁体和外转永磁体的交叉作用力可产生巨大的斥力，带动电机轴转动，提升电机性能；在定子线圈绕组上设置冷却装置对定子线圈绕组进行散热，使电机稳定运行；本发明在永磁材料中加入稀土铱稳定纳米氧化钇，使永磁体在温度等外在影响下保持不退磁，提高电机使用寿命；本发明采用铝合金材料制作的定子线圈鼠笼座重量轻、适用范围广、生产成本低、使用寿命长、能量转换效率高。
附图说明
图1为本发明提出的一种内外双转子永磁电机结构图；
图2为本发明提出的一种内外双转子永磁电机剖视结构图；
图3为本发明提出的所述前端盖结构图；
图4为本发明提出的所述后端盖结构图；
图5为本发明提出的所述定子线圈剖面图；
图6为本发明提出的所述定子铁芯截面图。
图中所示：
1、外壳体；2、前端盖；3、后端盖；31、进水口；32、出水口；4、电机轴；5、第一轴承；6、转动连接法兰；7、定子线圈鼠笼座；8、第二轴承；9、轴封；10、内转子；11、内转永磁体；12、定子线圈绕组；13、外传永磁体；14、外转子；15、冷却装置；16、连接胶管；17、定子铁芯；18、扁平玻璃丝紫铜漆包线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步的说明。
参见图1至图6，其中图1为本发明提出的一种内外双转子永磁电机结构图；图2为本发明提出的一种内外双转子永磁电机剖视结构图；图3为本发明提出的所述前端盖结构图；图4为本发明提出的所述后端盖结构图；图5为本发明提出的所述定子线圈剖面图；图6为本发明提出的所述定子铁芯截面图。
如图1至图6所示，一种内外双转子永磁电机，其特征在于，包括：由外壳体1、前端盖2和后端盖3构成的圆柱形腔体，所述前端盖2中间设置通孔，所述通孔上设置用于安装电机轴4的第一轴承5，所述电机轴4的一端连接转动连接法兰6，另一端穿过定子线圈鼠笼座7并通过第二轴承8固定在定子线圈鼠笼座7上，所述电机轴4与前端盖2之间设置轴封9，所述定子线圈鼠笼座7外侧设置内转子10，所述内转子10外侧设置内转永磁体11，所述内转永磁体11的外侧设置定子线圈绕组12，所述定子线圈绕组12的外侧设置外传永磁体13，所述外转永磁体13的外侧设置外转子14，所述定子线圈绕组12与电源连接，所述定子线圈绕组12内部设置定子铁芯17，所述定子铁芯17内部为镂空结构，该镂空结构中间设置冷却装置15。
进一步地，所述内转永磁体11和外转永磁体13的磁铁片成5-30度角度差。
进一步地，所述内转永磁体11和外转永磁体13的磁铁片成10度角度差。
进一步地，所述电源为九相电源，其中九相电源分为三组，分别连接定子线圈绕组12、内转子10和外转子14。
进一步地，所述内转子10和外转子14的转速不同。
本发明实施例中，通过第一轴承和第二轴承与定子线圈鼠笼座连接，通过轴封对轴与前端盖进行密封固定，通过九相电路控制系统分别给定子线圈绕组、内转子、外转子通电， 启动时内转子先转动，当需要翻倍扭矩时启动外转子转动，外转子、内转子可分别控制不同转速。电机启动时，内转子和外转子同时围绕鼠笼型定子转动，并通过九相电源分别控制内转子和外转子的转动速度，外转子和内转子实现不同转速的旋转，外转永磁体和内转永磁体的永磁片设置5-30的角度差，这样在转动时同时产生S极和N极，X极和Y极的两组不同方向的力，每360度旋转时，内转永磁体和外转永磁体的交叉作用力可产生巨大的斥力，带动电机轴转动，提升电机性能。优选的，外转永磁体和内转永磁体的永磁片设置10的角度差。
进一步地，所述冷却装置15为冷却水管，所述后端盖3设置进水口31和出水口32，所述冷却水管的两端分别通过连接胶管16与进水口31和出水口32连接。
进一步地，所述冷却水管为铁芯冷却水管。
在定子线圈绕组上设置冷却装置对定子线圈绕组进行散热，使电机稳定运行。冷却装置采用铁芯冷却水管，冷却水经后端盖上的进水口流入铁芯冷却水管，途经鼠笼定子线圈从出水口流出，可降低永磁电机内温度，保持稳定运行。
进一步地，所述内转永磁体11和外传永磁体13为在永磁体内部加入5%-10%的过渡金属铱和稀土材料氧化钇构成的复合材料制作而成。
本发明在永磁材料中加入稀土铱稳定纳米氧化钇，使永磁体在温度等外在影响下保持不退磁，提高电机使用寿命。
进一步地，所述定子线圈鼠笼座7采用铝合金材料制作。
进一步地，所述定子线圈绕组12内部设置硅铜片定子铁芯17，所述硅铜片定子铁芯外侧为扁平玻璃丝紫铜漆包线18。
本发明改变了现有传统电机的结构，采用独特的内外双转子结构可在在相同电压、相同电流的情况下能量转换效率是目前市场上三相交流电机的2.5倍、外转子内定子电机的1.5倍、以及内转子外定子电机的2倍。本发明具有重量轻、高功率密度输出的特性，九相电源控制可在1000转以内输出相同的扭矩。本发明适用范围广、生产成本低、使用寿命长、能量转换效率高，具有环保、节能、大功率输出等优势。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种内外双转子永磁电机，其特征在于，包括：由外壳体、前端盖和后端盖构成的圆柱形腔体，所述前端盖中间设置通孔，所述通孔上设置用于安装电机轴的第一轴承，所述电机轴的一端连接转动连接法兰，另一端穿过定子线圈鼠笼座并通过第二轴承固定在定子线圈鼠笼座上，所述电机轴与前端盖之间设置轴封，所述定子线圈鼠笼座外侧设置内转子，所述内转子外侧设置内转永磁体，所述内转永磁体的外侧设置定子线圈绕组，所述定子线圈绕组的外侧设置外传永磁体，所述外转永磁体的外侧设置外转子，所述定子线圈绕组与电源连接，所述定子线圈绕组内部设置定子铁芯，所述定子铁芯内部为镂空结构，该镂空结构中间设置冷却装置。
2.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述内转永磁体和外转永磁体的磁铁片成5-30度角度差。
3.根据权利要求2所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述内转永磁体和外转永磁体的磁铁片成10度角度差。
4.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述电源为九相电源，其中九相电源分为三组，分别连接定子线圈绕组、内转子和外转子。
5.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述内转子和外转子的转速不同。
6.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述冷却装置为冷却水管，所述后端盖设置进水口和出水口，所述冷却水管的两端分别通过连接胶管与进水口和出水口连接。
7.根据权利要求6所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述冷却水管为铁芯冷却水管。
8.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述定子线圈鼠笼座采用铝合金材料制作。
9.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述定子铁芯为硅铜片定子铁芯，所述硅铜片定子铁芯外侧为扁平玻璃丝紫铜漆包线。
10.根据权利要求1所述的一种内外双转子永磁电机，其特征在于，所述内转永磁体和外传永磁体为在永磁体内部加入5%-10%的过渡金属铱和稀土材料氧化钇构成的复合材料制作而成。
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