CN113437849B - 一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,包括一个定子、两个转子、直流励磁单元、导磁罩,两个转子置于定子两侧,定子与转子间转动配合。转子包括软磁极、辅助永磁体、主永磁体、转子轭,导磁罩与转子轭贴合无气隙且固定在转轴上。直流励磁磁通路径经定子、第一气隙、第一软磁极、第一转子轭、导磁罩、第二转子轭、第二软磁极、第二气隙、回到定子形成闭合路径,直流励磁磁通只通过两个气隙。通过改变直流励磁磁通的方向可调整气隙磁场大小,进而改变电机的反电势大小。该电机具有更宽的调速范围和反电势调节能力,还具有功率密度高、永磁体退磁风险低的优点。

Description

一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,特别是涉及双转子单定子轴向磁通混合励磁电机。
背景技术
轴向磁通永磁同步电机因其轴向长度短、功率密度高、重量轻等优点广泛应用于风力发电、电动汽车以及航天等领域。轴向磁通永磁电机一般采用表贴式转子结构,弱磁能力低,使得轴向磁通永磁电机作电动机使用时调速范围窄,限制了其应用场合;作发电机使用时,负载发生变化使得电机输出电压不稳定,不适合电压稳定性要求较高的场合。
为了调节永磁体在气隙当中产生的磁场强弱,专利(申请号CN201910683071.6)提出了一种轴向磁通集中绕组型混合励磁电机,该电机包括一个定子和两个转子,两个转子盘错开一个极安装在定子盘两侧,其中导磁极块在径向方向向外圈延伸,并与定子铁心上导磁环在轴向方向上形成励磁磁场的附加气隙,该电机直流励磁磁通经过4个气隙,增加了直流励磁磁通回路的磁阻,增、去磁能力弱。专利(申请号CN201710086123.5)提出了一种双H形定子铁心双转子混合励磁轴向磁通电机,该电机交流绕组与直流励磁绕组圆周交替分别缠绕于大定子齿与小定子齿上,共同固定在定子盘上,定子齿与定子盘形状复杂,不利于机械化生产制造,虽然该结构扩大了电机的恒功率运行范围,但电机正常运行时功率密度较低,且两套绕组之间互感相互耦合,影响电机运行性能。
因此,需要设计新型拓扑结构来解决上述技术缺陷和传统轴向磁通永磁同步电机磁场难以调节的问题,增强其弱磁调速范围和调整反电动势的能力、简化电机结构、增加混合励磁轴向磁通电机的功率密度。
发明内容
发明目的:
本发明的目的是解决传统轴向磁通永磁电机磁场不可调节、或混合励磁轴向磁通电机气隙磁场调节效果差、结构复杂、功率密度低的问题,通过改变轴向磁通永磁电机中电励磁磁通实现轴向磁通永磁电机气隙磁场大范围调节,从而改变电机电动运行时的调速范围,或提高电机发电运行时端电压输出的稳定性。
技术方案:
一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,包括定子1、两个转子2、直流励磁单元3和转轴7等,两个转子2分为别为第一转子2A和第二转子2B,第一转子2A和第二转子2B分别置于定子1两侧,定子与两个转子间均有气隙4,分别为第一气隙4A和第二气隙4B,定子1与转子2间转动配合;所述转子2包括软磁极201、转子轭203、转子托盘204和主永磁体205;转子托盘204包括第一转子托盘204A和第二转子托盘204B,所述第二转子托盘204B与转轴7固定连接。
所述电机还包括导磁罩5,导磁罩5罩在定子1外圆且导磁罩5与转子轭203紧密接触无气隙,导磁罩5将两个转子2连接在一起,两个转子2间无相对运动;
所述直流励磁单元3置于定子1的外圆周侧和导磁罩5的内圆周侧之间,直流励磁单元3固定在定子1上;
直流励磁单元3产生的直流励磁磁通6经由定子1、第一气隙4A、第一转子2A上的第一软磁极201A、第一转子2A上的第一转子轭203A、导磁罩5、第二转子2B上的第二转子轭203B、第二转子2B上的第二软磁极201B、第二气隙4B、回到定子1形成闭合路径,直流励磁磁通6只通过两个气隙4。
所述定子1包括定子齿101、多相交流线圈102和定子架103;定子齿101是由多个子定子齿1011组成,多相交流线圈102缠绕在子定子齿1011上;所述定子架103包括绕组卡槽1031与夹爪1032,多相交流线圈102与子定子齿1011放置于定子架103的绕组卡槽1031内。
所述转子2还包括辅助永磁体202,转子2的主永磁体205、软磁极201、隔磁体206和辅助永磁体202贴敷于转子轭203表面;转子轭203与软磁极201为导磁材料;隔磁体206为不导磁材料或空气。
所述转子2中的主永磁体205与软磁极201排列方式为:方式一:主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A背着定子1的极性均为S极(或N极),第二主永磁体205B对着定子1的极性均为S极(或N极),第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对,软磁极201径向(沿径向R方向)中线x方向还放置辅助永磁体202,第一转子2A的第一辅助永磁体202A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二转子2B的辅助永磁体202对着定子1的极性均为N极(或S极),第一辅助永磁体202A与第二辅助永磁体202B空间位置沿轴向M方向正对;软磁极201与辅助永磁体202间放置隔磁体206。方式二:主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一主永磁体205A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二主永磁体205B对着定子1的极性均为N极(或S极),第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对。
所述直流励磁单元3包括骨架301和励磁线圈302,骨架301为环形结构,其上设置有U型槽3011,骨架301采用不导磁材料制成;励磁线圈302用漆包线绕制而成,嵌放在U型槽3011中;直流励磁单元3固定在夹爪1032上。
所述导磁罩5包括导磁齿501与隔磁槽502,两个导磁齿501之间形成隔磁槽502,导磁罩5为导磁材料。
导磁罩5的安装方式:导磁齿501的内圆面与转子轭203的外圆面紧密贴合无气隙;在径向R方向上,导磁齿501与软磁极201错位相对;在径向R方向上,隔磁槽502与永磁体205错位相对;导磁罩5与转子轭203共同固定在转子托盘204上。
所述直流励磁单元3的励磁线圈302通入直流电流I产生的直流励磁磁通6能够增强气隙4中的磁感应强度,通过改变励磁线圈302中电流I方向也能削弱气隙4中的磁感应强度。
优点效果:
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
(1)本发明提出的混合励磁轴向磁通电机,直流励磁磁路的磁阻小,增、去磁效果显著。
(2)本发明提出的混合励磁轴向磁通电机,结构简单,电机功率密度高。
(3)本发明提出的混合励磁轴向磁通电机,相比于其他混合励磁轴向磁通电机,具有更宽转速运行范围和更强的恒压发电能力。
(4)本发明提出的混合励磁轴向磁通电机直流励磁磁通路径不经过永磁体,直流励磁损耗更低,温升更低。避免了永磁体退磁问题,提高了电机运行可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机截面示意图;
图2为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机结构爆炸图;
图3为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机定子组件图;
图4为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机转子图;
图5为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机永磁体排列分布图;
图6为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机直流励磁单元图;
图7为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机导磁罩结构图;
图8为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机导磁罩装配示意图;
图9为本发明双转子单定子轴向磁通混合励磁电机直流励磁磁通示意图。
其中:1-定子、101-定子齿、1011-子定子齿、102-多相交流线圈、103-定子架、1031-绕组卡槽、1032-夹爪、2-转子、2A-第一转子、2B-第二转子、201-软磁极、201A-第一软磁极、201B-第二软磁极、202-辅助永磁体、202A-第一辅助永磁体、202B-第二辅助永磁体、203-转子轭、203A-第一转子轭、203B-第二转子轭、204-转子托盘、204A-第一转子托盘、204B-第二转子托盘、205-主永磁体、205A-第一主永磁体、205B-第二主永磁体、206-隔磁体、3-直流励磁单元、301-骨架、3011-U型槽、302-励磁线圈、4-气隙、4A-第一气隙、4B-第二气隙、5-导磁罩、501-导磁齿、502-隔磁槽、6-直流励磁磁通、7-转轴、8-轴承。
具体实施方式
一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,包括定子1、两个转子2、直流励磁单元3、转轴7等,两个转子2分为别为第一转子2A和第二转子2B,第一转子2A和第二转子2B分别置于定子1两侧,定子与两个转子间均有气隙4,分别为第一气隙4A和第二气隙4B,定子1与转子2间转动配合;所述转子2包括软磁极201、辅助永磁体202、转子轭203、转子托盘204、主永磁体205;转子托盘204包括第一转子托盘204A和第二转子托盘204B,所述第二转子托盘204B与转轴7固定连接。
所述电机还包括导磁罩5,导磁罩5罩在定子1外圆且导磁罩5与转子轭203紧密贴合无气隙,导磁罩5将两个转子2连接在一起,两个转子2间无相对运动;如果导磁罩5与转子轭203紧密贴合有气隙,就会增加直流励磁磁通6的磁阻,降低直流励磁磁通的增去磁效果。
所述直流励磁单元3置于定子1的外圆周侧和导磁罩5的内圆周侧之间,直流励磁单元3固定在定子1上,可采用铆钉固定。
所述直流励磁单元3产生的直流励磁磁通6经由定子1、第一气隙4A、第一软磁极201A(第一转子2A上的软磁极为第一软磁极201A)、第一转子轭203A(第一转子2A上的转子轭为第一转子轭203A)、导磁罩5、第二转子轭203B(第二转子2B上的转子轭为第二转子轭203B)、第二软磁极201B(第二转子2B上的软磁极为第二软磁极201B)、第二气隙4B、回到定子1形成闭合路径,直流励磁磁通6只通过两个气隙4。
所述定子1包括定子齿101、多相交流线圈102和定子架103;定子齿101是由多个子定子齿1011组成,多相交流线圈102缠绕在子定子齿1011上;所述定子架103包括绕组卡槽1031与夹爪1032,多相交流线圈102与子定子齿1011放置于定子架103的绕组卡槽1031内,目的是固定多相交流线圈102与多个子定子齿1011,增强电机的可靠性。
所述转子2的主永磁体205、软磁极201、隔磁体206、辅助永磁体202贴敷于转子轭203表面;转子轭203与软磁极201为导磁材料,为直流励磁磁通6提供磁通路径;软磁极201材质为硅钢片、软磁复合材料,或其它铁耗小的导磁性能好的材料,在直流励磁磁通6的作用下,软磁极201的极性与辅助永磁体202的极性相同或相异,当辅助永磁体202A轴向M方向背着定子1的极性为N,且辅助永磁体202B轴向M方向对着定子1的极性应为N时,如果第一软磁极201A轴向M方向背着定子1的极性为N(或S),且第二软磁极201B轴向M方向对着定子1的极性为N(或S),则直流励磁磁通6起到增强气隙4磁场的作用,反之,则降低气隙4的磁场。
隔磁体206为不导磁材料或分隔缝(隔磁体206为分隔缝时,实际上相当于隔磁体206为空气,利用空气进行隔磁),防止辅助永磁体202产生的磁通经软磁极201闭合,从而减少辅助永磁体202漏磁,提高辅助永磁体202的利用率。
所述转子2中的主永磁体205与软磁极201排列方式为:方式一:主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A(第一转子2A上的主永磁体205为第一主永磁体205A)背着定子1的极性均为S极(或N极),第二主永磁体205B(第二转子2B上的主永磁体205为第二主永磁体205B)对着定子1的极性均为S极(或N极),第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对,沿软磁极(201)径向R方向在软磁极201径向(沿径向R方向)中线x方向还放置辅助永磁体202(软磁极201和辅助永磁体202都是以中线x为轴对称的),第一转子2A的辅助永磁体202A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二转子2B的辅助永磁体202对着定子1的极性均为N极(或S极),辅助永磁体202A与辅助永磁体202B空间位置沿轴向M方向正对;软磁极201与辅助永磁体202间放置隔磁体206。方式二:主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一主永磁体205A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二主永磁体205B对着定子1的极性均为N极(或S极),第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对。
所述直流励磁单元3包括骨架301、励磁线圈302,骨架301为环形结构,其上设置有U型槽3011,对励磁线圈302增加了轴向固定,防止励磁线圈302从骨架301脱落;骨架301采用不导磁材料制成,其目的是防止辅助永磁体202经骨架301闭合,如果骨架301采用导磁材料,则直流励磁磁通6将经过骨架301进行闭合,并未起到改变气隙4磁场大小的作用;励磁线圈302用漆包线绕制而成(沿着圆周绕制,顺时针绕或逆时针绕,都可以),嵌放在U型槽3011中;直流励磁单元3固定在夹爪1032上,还可灌封环氧树脂将定子1和直流励磁单元3固化为一个整体,进一步增强电机的强度和散热能力。
所述导磁罩5包括导磁齿501与隔磁槽502,两个导磁齿501之间形成隔磁槽502,隔磁槽502的目的是为了减少主永磁体205的漏磁;导磁罩5为导磁材料,作为直流励磁磁通6的路径,其材质为电工纯铁、软磁复合材料,或其他导磁性能好的材料。
导磁罩5的安装方式:导磁齿501的内圆面与转子轭203的外圆面紧密贴合无气隙,无气隙的目的是为了降低直流励磁磁通6的磁阻;在径向R方向上,导磁齿501与软磁极201错位相对(就是如图8所示与导磁齿501对应的转子轭203上安装软磁极201);在径向R方向上,隔磁槽502与永磁体205错位相对;导磁罩5与转子轭203共同固定在转子托盘204上。
所述直流励磁单元3的励磁线圈302通入直流电流产生的直流励磁磁通6能够增强气隙4中的磁感应强度,通过改变励磁线圈302中电流方向也能削弱气隙4中的磁感应强度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图9所示:本实例提供了一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,所述电机包括定子1、两个转子2、直流励磁单元3、转轴7等,第一转子2A和第二转子2B置于定子1两侧,定子与转子间有气隙4,定子1与转子2间转动配合;所述转子2包括软磁极201、辅助永磁体202、转子轭203、转子托盘204、主永磁体205;所述第二转子托盘204B与转轴7固定连接。
优选的,如图1和图8所示,所述导磁罩5与转子轭203紧密贴合无气隙,导磁罩5将两个转子2连接在一起,两者间无相对运动;如果导磁罩5与转子轭203间有气隙,就会增加直流励磁磁通6的磁阻,降低直流励磁磁通的增磁或去磁效果。
优选的,如图1和图6所示,直流励磁单元3置于定子1的外圆周侧和导磁罩5的内圆周侧之间,直流励磁单元3固定在定子1上,可采用铆钉固定,并可用环氧树脂将直流励磁单元3和定子1灌装为一体。
优选的,如图1和图9所示,直流励磁磁通6经由定子1、第一气隙4A、第一软磁极201A、第一转子轭203A、导磁罩5、第二转子轭203B、第二软磁极201B、第二气隙4B、回到定子1形成闭合路径,直流励磁磁通6只通过两个气隙4,已有的专利和文献都是4个气隙,增磁或去磁效果差。
优选的,如图2和图3所示,所述定子1包括定子齿101、多相交流线圈102和定子架103;定子齿101是由多个子定子齿1011组成,多相交流线圈102缠绕在子定子齿1011上;所述定子架103包括绕组卡槽1031与夹爪1032,多相交流线圈102与子定子齿1011放置于定子架103的绕组卡槽1031内,目的是固定多相交流线圈102与多个子定子齿1011,增强电机可靠性。
优选的,如图4所示,所述转子2的主永磁体205、软磁极201、隔磁体206、辅助永磁体202贴敷于转子轭203表面;转子轭203与软磁极201为导磁材料,为直流励磁磁通6提供磁通路径;软磁极201材质为硅钢片、软磁复合材料,或其它铁耗小的导磁性能好的材料。在直流励磁磁通6的作用下,软磁极201的极性与辅助永磁体202的极性相同或相异,当辅助永磁体202A轴向M方向背着定子1的极性为N,且辅助永磁体202B轴向M方向对着定子1的极性应为N时,如果第一软磁极201A轴向M方向背着定子1的极性为N(或S),且第二软磁极201B轴向M方向对着定子1的极性为N(或S),则直流励磁磁通6起到增强气隙4磁场的作用,反之,则降低气隙4的磁场。
优选的,如图5a)所示,隔磁体206为不导磁材料或空气,防止辅助永磁体202产生的磁通经软磁极201闭合,从而减少辅助永磁体202漏磁,提高辅助永磁体202的利用率。
优选的,如图5所示,所述转子2中的主永磁体205与软磁极201排列方式为:方式一(如图5a)):主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A背着定子1的极性均为S极(或N极),第二主永磁体205B对着定子1的极性均为S极(或N极),第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对,沿径向R方向在软磁极201径向中线x方向还放置辅助永磁体202,第一转子2A的辅助永磁体202A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二转子2B的辅助永磁体202对着定子1的极性均为N极(或S极),辅助永磁体202A与辅助永磁体202B空间位置沿轴向M方向正对;软磁极201与辅助永磁体202间放置隔磁体206。方式二(如图5b)):主永磁体205与软磁极201圆周交替排列,第一主永磁体205A与第二主永磁体205B空间位置沿轴向M方向正对,第一主永磁体205A背着定子1的极性均为N极(或S极),第二主永磁体205B对着定子(1)的极性均为N极(或S极),第一软磁极201A与第二软磁极201B空间位置沿轴向M方向正对。
优选的,如图1和图6所示,所述直流励磁单元3包括骨架301、励磁线圈302,骨架301为环形结构,其上设置有U型槽3011,对励磁线圈302增加了轴向固定,防止励磁线圈302从骨架301脱落;骨架301采用不导磁材料制成,其目的是防止辅助永磁体202经骨架301闭合,如果骨架301采用导磁材料,则直流励磁磁通6将经过骨架301进行闭合,并未起到改变气隙4磁场大小的作用;励磁线圈302用漆包线绕制而成,嵌放在U型槽3011中;直流励磁单元3固定在夹爪1032上。
优选的,如图7所示,所述导磁罩5包括导磁齿501与隔磁槽502,隔磁槽502的目的是为了减少主永磁体205的漏磁;导磁罩5为导磁材料,作为直流励磁磁通6的路径,其材质为电工纯铁、软磁复合材料,或其他导磁性能好的材料。
优选的,如图8所示,导磁罩5的安装方式:导磁齿501的内圆面与转子轭203的外圆面紧密接触无气隙,无气隙的目的是为了降低直流励磁磁通6的磁阻;在径向R方向上,导磁齿501与软磁极201错位相对;在径向R方向上,隔磁槽502与永磁体205错位相对;导磁罩5与转子轭203共同固定在转子托盘204上。
优选的,如图9所示,所述直流励磁单元3的励磁线圈302通入直流电流I产生的直流励磁磁通6能够增强气隙4中的磁感应强度,通过改变励磁线圈302中电流I方向也能削弱气隙4中的磁感应强度。
本发明提供一种具有更宽的调速范围和更强的反电势调节能力的混合励磁轴向磁通电机,该电机还具有功率密度高、永磁体退磁风险低、结构简单、制造容易、安装方便的优点。

Claims (7)

1.一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,包括定子(1)、两个转子(2)、直流励磁单元(3)和转轴(7),两个转子(2)分为别为第一转子(2A)和第二转子(2B),第一转子(2A)和第二转子(2B)分别置于定子(1)两侧,定子与两个转子间均有气隙(4),分别为第一气隙(4A)和第二气隙(4B),定子(1)与转子(2)间转动配合;所述转子(2)包括软磁极(201)、转子轭(203)、转子托盘(204)和主永磁体(205);转子托盘(204)包括第一转子托盘(204A)和第二转子托盘(204B),所述第二转子托盘(204B)与转轴(7)固定连接;
其特征在于:还包括导磁罩(5),导磁罩(5)罩在定子(1)外圆且导磁罩(5)与转子轭(203)紧密贴合无气隙,导磁罩(5)将两个转子(2)连接在一起,两个转子(2)间无相对运动;
直流励磁单元(3)置于定子(1)的外圆周侧和导磁罩(5)的内圆周侧之间,直流励磁单元(3)固定在定子(1)上;
直流励磁单元(3)产生的直流励磁磁通(6)经由定子(1)、第一气隙(4A)、第一转子(2A)上的第一软磁极(201A)、第一转子(2A)上的第一转子轭(203A)、导磁罩(5)、第二转子(2B)上的第二转子轭(203B)、第二转子(2B)上的第二软磁极(201B)、第二气隙(4B)、回到定子(1)形成闭合路径,直流励磁磁通(6)只通过两个气隙(4);
所述转子(2)中的主永磁体(205)与软磁极(201)排列方式为:
主永磁体(205)与软磁极(201)圆周交替排列,第一主永磁体(205A)背着定子(1)的极性均为S极或N极,第二主永磁体(205B)对着定子(1)的极性均为S极或N极,第一主永磁体(205A)与第二主永磁体(205B)空间位置沿轴向M方向正对,第一软磁极(201A)与第二软磁极(201B)空间位置沿轴向M方向正对;
所述导磁罩(5)设置导磁齿(501)与隔磁槽(502),两个导磁齿(501)之间形成隔磁槽(502),导磁罩(5)为导磁材料;
导磁罩(5)的安装方式:导磁齿(501)的内圆面与转子轭(203)的外圆面紧密贴合无气隙;在径向R方向上,导磁齿(501)与软磁极(201)错位相对;在径向R方向上,隔磁槽(502)与永磁体(205)错位相对;导磁罩(5)与转子轭(203)共同固定在转子托盘(204)上。
2.根据权利要求1所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:所述定子(1)包括定子齿(101)、多相交流线圈(102)和定子架(103);定子齿(101)是由多个子定子齿(1011)组成,多相交流线圈(102)缠绕在子定子齿(1011)上;所述定子架(103)包括绕组卡槽(1031)与夹爪(1032),多相交流线圈(102)与子定子齿(1011)放置于定子架(103)的绕组卡槽(1031)内。
3.根据权利要求1所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:所述转子(2)还包括辅助永磁体(202),转子(2)的主永磁体(205)、软磁极(201)和辅助永磁体(202)贴敷于转子轭(203)表面;转子轭(203)与软磁极(201)为导磁材料。
4.根据权利要求3所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:所述转子(2)还包括隔磁体(206),隔磁体(206)也贴敷于转子轭(203)表面,隔磁体(206)为不导磁材料或分隔缝。
5.根据权利要求1或4所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:在软磁极(201)径向中线x方向还放置辅助永磁体(202),第一转子(2A)的第一辅助永磁体(202A)背着定子(1)的极性均为N极或S极,第二转子(2B)的辅助永磁体(202)对着定子(1)的极性均为N极或S极,第一辅助永磁体(202A)与第二辅助永磁体(202B)空间位置沿轴向M方向正对;软磁极(201)与辅助永磁体(202)间放置隔磁体(206)。
6.根据权利要求1所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:所述直流励磁单元(3)包括骨架(301)和励磁线圈(302),骨架(301)为环形结构,其上设置有U型槽(3011),骨架(301)采用不导磁材料制成;励磁线圈(302)用漆包线绕制而成,嵌放在U型槽(3011)中;直流励磁单元(3)固定在夹爪(1032)上。
7.根据权利要求1所述的双转子单定子轴向磁通混合励磁电机,其特征在于:所述直流励磁单元(3)的励磁线圈(302)通入直流电流I产生的直流励磁磁通(6)能够增强气隙(4)中的磁感应强度,通过改变励磁线圈(302)中电流I方向也能削弱气隙(4)中的磁感应强度。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114552922B (zh) * 2022-03-31 2024-01-19 郑州大学 一种双转子轴向磁通电机装配工艺
CN115343501B (zh) * 2022-10-18 2023-03-24 四川新川航空仪器有限责任公司 一种变磁通式转速传感器
CN115833513B (zh) * 2023-01-09 2023-07-11 中山大洋电机股份有限公司 一种带交替极结构的高转矩密度的盘式电机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103390978A (zh) * 2013-07-18 2013-11-13 东南大学 一种双定子盘式混合励磁电机
CN109274240A (zh) * 2018-09-30 2019-01-25 沈阳工业大学 复合型非晶合金轴向磁通电机
CN109660097A (zh) * 2019-01-08 2019-04-19 南通大学 一种新型调磁轴向磁通切换Halbach电机
CN110460175A (zh) * 2019-07-26 2019-11-15 南京理工大学 一种轴向磁通集中绕组型混合励磁电机
CN111541351A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 南京理工大学 一种双定子单转子轴向磁场混合励磁同步电机
CN112152409A (zh) * 2020-08-19 2020-12-29 沈阳工业大学 一种无轭定/转子铁心轴向磁通永磁电机

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924574B2 (en) * 2003-05-30 2005-08-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
JP4403253B1 (ja) * 2009-01-14 2010-01-27 有限会社クラ技術研究所 磁束量可変軸方向間隙回転電機システム
US20130154397A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 John T. Sullivan High efficiency magnetic core electrical machines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103390978A (zh) * 2013-07-18 2013-11-13 东南大学 一种双定子盘式混合励磁电机
CN109274240A (zh) * 2018-09-30 2019-01-25 沈阳工业大学 复合型非晶合金轴向磁通电机
CN109660097A (zh) * 2019-01-08 2019-04-19 南通大学 一种新型调磁轴向磁通切换Halbach电机
CN110460175A (zh) * 2019-07-26 2019-11-15 南京理工大学 一种轴向磁通集中绕组型混合励磁电机
CN111541351A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 南京理工大学 一种双定子单转子轴向磁场混合励磁同步电机
CN112152409A (zh) * 2020-08-19 2020-12-29 沈阳工业大学 一种无轭定/转子铁心轴向磁通永磁电机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
磁极错位削弱永磁直线伺服电动机齿槽法向力波动方法;夏加宽;沈丽;彭兵;宋德贤;;电工技术学报(24);12-15 *

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