CN107017712A - 轴向磁路励磁电机用组合型转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明是轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其结构是转子铁心由硅钢片叠片部分和整块铁心套装组成，即将转子铁心表面部分设计为硅钢片叠片结构，而转子铁心内部为整块铁心，形成转子铁心实心部分。电机带载后的电枢磁通基波部分穿过转子铁心极硅钢片叠压部分以及转子铁心实心部分，而高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，由于转子铁心极硅钢片叠压部分而大幅降低，铁心极形状可以按照电机设计的要求设计为任意形状，转子铁心极硅钢片叠压部分可以按照转子铁心极形状分别安装或进行一体化设计以方便安装。优点；克服了轴向电机采用整块铁心带来的涡流损耗大的缺点，由此可实现含有轴向磁路的电机的高速领域的应用。

Description

轴向磁路励磁电机用组合型转子结构

技术领域

本发明涉及的是一种轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，属于轴向磁路电机的领域。

背景技术

传统的轴向磁通励磁电机，如爪极电机，可实现无刷化励磁，且无旋转整流器，输出电压波形质量高。但是由于存在轴向磁通路径，无法采用涡流损耗较小硅钢片叠压而成的铁心，必须采用整块铁心，从而带来较高的涡流损耗。因此，传统的轴向磁通励磁只适用于轴向长度短，转速较低的电机，以免增添损耗，降低效率。

发明内容

本发明提出的是一种轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其目的旨在解决存在电励磁源的电机实现无刷化励磁的问题；采用组合型转子铁心结构，大幅度降低高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，从而使得轴向励磁电机得以用在转速较高的运用场合。

本发明的技术解决方案：轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是转子铁心由硅钢片叠片部分和整块铁心套装组成，既将转子铁心表面部分设计为硅钢片叠片部分1，而转子铁心内部为整块铁心，形成转子铁心实心部分2；电机带载后的电枢磁通基波部分穿过转子铁心极的硅钢片叠压部分1以及转子铁心实心部分2，而电枢电流的高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，由于转子铁心极硅钢片叠压部分1而大幅降低，铁心极4形状可以按照电机设计的要求设计为任意形状；转子铁心硅钢片叠压部分1按照转子铁心极4形状分别安装，转子铁心极硅钢片叠压部分1的数量与转子铁心实心部分2的数量相等；或进行一体化设计，转子铁心极硅钢片叠压部分1是一个整体，以方便加工；每个铁心极4之间的转子铁心极硅钢片叠压部分1窄，易于饱和，从而实现N极和S极铁心的隔磁；转子铁心极硅钢片叠压部分1开设定位键槽，确保N、S转子铁心实心部分2的安装。

本发明的优点：

1）电机带载后的电枢磁通基波部分穿过硅钢片部分以及整块铁心部分。而高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，由于转子铁心叠压部分的阻碍而极大地降低；

2）铁心极形状可以按照电机设计的要求设计为任意形状，硅钢片叠片部分可以按照转子铁心极形状分别安装或进行一体化设计以方便安装；

3）实现无刷化励磁；

4）克服了普通传统轴向励磁电机涡流损耗大的缺点；

5）采用组合转子结构的存在轴向磁通的电机可用于高速领域。

附图说明

图1是组合型转子铁心极的结构示意图。

图2是转子铁心组合方式的结构示意图。

图3是转子铁心极的形状。

图4是N极或S极转子铁心实心部分2和转子极叠压部分1的示意图。

图5是N极和S极铁心以及转子极叠压部分1的组装示意图。

图中的1是转子铁心极硅钢片叠压部分，2是转子铁心实心部分，3是隔磁环，4 是铁心极，5是铁心轭。

具体实施方式

轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其结构是转子铁心由硅钢片叠片部分和整块铁心套装组成，既将转子铁心表面部分设计为硅钢片叠片部分1，而转子铁心内部为整块铁心，形成转子铁心实心部分2；电机带载后的电枢磁通基波部分穿过转子铁心极的硅钢片叠压部分1以及转子铁心实心部分2，而电枢电流的高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，由于转子铁心极硅钢片叠压部分1而大幅降低，铁心极4形状可以按照电机设计的要求设计为任意形状；转子铁心硅钢片叠压部分1按照转子铁心极4形状分别安装，转子铁心极硅钢片叠压部分1的数量与转子铁心实心部分2的数量相等；或进行一体化设计，转子铁心极硅钢片叠压部分1是一个整体，以方便加工；每个铁心极4之间的转子铁心极硅钢片叠压部分1窄，易于饱和，从而实现N极和S极铁心的隔磁；转子铁心极硅钢片叠压部分1开设定位键槽，确保N、S转子铁心实心部分2的安装。

本转子结构的电机励磁磁路存在轴向磁路；励磁源可安放于转子，形成一种有刷励磁结构；或安放于定子，形成一种无刷励磁结构。

转子结构的电机配套的定子磁心选择硅钢片叠压形式，或采用实心铁心制造，电枢绕组设计为任意交流绕组，包括集中绕组、分布绕组，单相、三相和多相，是单层绕组或双层绕组多种形式的交流绕组。

所述转子铁心极硅钢片叠压部分1安放于转子铁心实心部分2的表面，形成转子铁心极4。

所述转子铁心实心部分2开设定位槽以加强转子铁心极硅钢片叠压部分1的固定；转子铁心实心部分2的外表面与转子铁心极硅钢片叠压部分1的外表面紧密贴合。

所述转子铁心实心部分2组合方式是N、S铁极铁心交错排列。

电枢电流的基波磁场和励磁磁场可穿过转子铁心极硅钢片叠压部分1和转子铁心实心部分2；其中励磁磁场通过转子时，其轴向磁通部分从转子铁心实心部分2穿过，其径向磁通部分从转子铁心极硅钢片叠压部分1通过。

下面结合附图描述本发明的技术方案；

如附图1，组合型转子铁心极4，其结构是由转子铁心极硅钢片叠压部分1，转子铁心实心部分2组成。转子铁心实心部分2由铁心极4和铁心轭5组成。转子铁心极硅钢片叠压部分1安放于转子铁心实心部分2中的铁心极4的表面。铁心极4开设定位槽以加强转子铁心极硅钢片叠压部分1的固定。

对照附图2，转子铁心实心部分2组合方式，但不局限于附图2，其N极和S极铁心交错排列。电枢电流的高次谐波和齿谐波带来的涡流损耗将被硅钢片叠片所削弱，而电枢电流的基波磁场和轴向励磁磁场则可穿过硅钢叠片部分和整块铁心。当励磁磁通的轴向部分穿过转子铁心时，可从转子铁心实心部分2通过。当励磁部分磁通需要通过径向路径穿过主气隙去往定子时，可从转子铁心极硅钢片叠压部分1通过。S极转子铁心极和N极的转子铁心极同轴固定于隔磁环3上。隔磁环3安装于电机转轴。

对照附图3但不局限于附图3，转子铁心极的形状可以按照电机性能的要求改变。如附图3中将转子做成爪极，实现转子斜槽，以减小气隙谐波。

转子铁心极硅钢片叠压部分1和转子铁心实心部分2的安装也可以有其他不同于附图1的形式。

对照附图4，每个铁心极对应的转子铁心极硅钢片叠压部分1也可以是一个整体，以方便加工。每个铁心极之间的转子铁心极硅钢片叠压部分1很窄，易于饱和，从而不影响N极和S极铁心的隔磁。转子铁心极硅钢片叠压部分1开设键槽，以方便转子铁心实心部分2的安装。

对照附图5，当转子铁心极硅钢片叠压部分1做成一个整体后，将S极和N极的转子铁心极通过键槽固定的方式安放于转子铁心极硅钢片叠压部分1中。S极转子铁心极和N极的转子铁心极彼此不接触。

Claims (6)

1.轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是转子铁心由硅钢片叠片部分和整块铁心套装组成，既将转子铁心表面部分设计为硅钢片叠片部分，而转子铁心内部为整块铁心，形成转子铁心实心部分；电机带载后的电枢磁通基波部分穿过转子铁心极的硅钢片叠压部分以及转子铁心实心部分，而电枢电流的高次谐波和齿谐波产生的涡流损耗，由于转子铁心极硅钢片叠压部分而大幅降低，铁心极形状可以按照电机设计的要求设计为任意形状；转子铁心硅钢片叠压部分按照转子铁心极形状分别安装，转子铁心极硅钢片叠压部分的数量与转子铁心实心部分的数量相等；或进行一体化设计，转子铁心极硅钢片叠压部分是一个整体，以方便加工；每个铁心极之间的转子铁心极硅钢片叠压部分窄，易于饱和，从而实现N极和S极铁心的隔磁；转子铁心极硅钢片叠压部分开设定位键槽，确保N、S转子铁心实心部分的安装。

2.根据权利要求1所述的轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是该转子结构的电机励磁磁路存在轴向磁路；励磁源可安放于转子，形成一种有刷励磁结构；或安放于定子，形成一种无刷励磁结构。

3.根据权利要求1所述的轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是该转子结构的电机配套的定子磁心选择硅钢片叠压形式，或采用实心铁心制造，电枢绕组设计为任意交流绕组，包括集中绕组、分布绕组，单相、三相和多相，是单层绕组或双层绕组多种形式的交流绕组。

4.根据权利要求1所述的轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是转子铁心极硅钢片叠压部分安放于转子铁心实心部分的表面，形成转子铁心极；所述转子铁心实心部分开设定位槽以加强转子铁心极硅钢片叠压部分的固定；转子铁心实心部分的外表面与转子铁心极硅钢片叠压部分的外表面紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是转子铁心实心部分组合方式是N、S铁极铁心交错排列。

6.根据权利要求1所述的轴向磁路励磁电机用组合型转子结构，其特征是电枢电流的基波磁场和励磁磁场可穿过转子铁心极硅钢片叠压部分和转子铁心实心部分；其中励磁磁场通过转子时，其轴向磁通部分从转子铁心实心部分穿过，其径向磁通部分从转子铁心极硅钢片叠压部分通过。