CN115313789B - 一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构，涉及电机结构技术领域。包括定子，定子内平行并列设置有两个转子，转子外侧设置有定子绕组；两个转子之间的耦合区设置有内隔磁桥。本发明具有结构简单，额外加工成本低廉的优势，通过在耦合区定子冲片上冲制指定位置的隔磁桥，有效的隔绝径向双并列转子电机两侧磁路在耦合区的铰链，避免了耦合区磁路耦合混乱的现象。即可有效降低定子耦合区的磁链耦合强度、减少磁路混乱熵、削弱定子磁场的非整数次谐波，实现了抑制径向双并列转子电机定子耦合区的额外铁耗、缓解该种电机转子偏心力和转矩脉动过大的问题。

Description

一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构
技术领域
本发明涉及电机结构技术领域，具体涉及一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构。
背景技术
电机是当今生产生活中必不可少的能量转换装置。得益于当代材料加工技术和电机控制理论的日趋成熟，为满足新时代降碳减排新要求，顺应新时代节能高效新趋势。越来越多的生产设备采用电机直驱的方式进行机-电能量转换，提高了效率，降低了故障率，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。对于一些径向布置的对驱机械，如双螺杆泵、双螺杆挤压机以及双螺杆辊闸机等。通过使用径向双并列转子电机，即使用一个定子，两个转子径向布置，即可实现电机直驱，相比于双电机方案极大的减少电机体积、节约材料成本、降低控制难度。
然而现有的径向双并列转子电机定子耦合区为一整片冲压加工而成的硅钢片，耦合区域磁阻相对低，极易形成定子轭-定子轭的漏磁路，这部分磁路不仅能有效的通过气隙形成主磁路，同时由于该磁路分别由两侧线圈激励耦合叠加形成，磁路耦合混乱，形成了额外的非整数次谐波。尤其在电机两转子负载条件有差异时更为突出。混乱的耦合磁路表征为非线性时变的定子轭磁阻，进而丰富了主磁路的谐波含量，造成了额外的转矩脉动，扩大了该种电机固有转子偏心力。额外的谐波同时带来了额外的铁耗。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能有效地降低定子耦合区磁链耦合强度、减少磁路混乱熵、削弱定子磁场的非整数次谐波，的径向双并列转子电机的定子耦合区结构。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构，其包括定子，定子内平行并列设置有两个转子，转子外侧设置有定子绕组；两个转子之间的耦合区设置有内隔磁桥。
进一步的，内隔磁桥的两侧对称设置有芯隔磁桥。
进一步的，芯隔磁桥和内隔磁桥均为设置在定子上的空气隙。
进一步的，内隔磁桥包括位于连线L上的间隙；连线L为两个转子的转子轴轴心之间的连线，间隙沿连线L的中心线方向的两侧对称设置有主干磁桥，主干磁桥与间隙连通；主干磁桥位于连线L的中心线上，且主干磁桥截面的轴线与连线L垂直。
进一步的，主干磁桥远离连线L的一端连接有若干支干磁桥。
进一步的，支干磁桥有两个，两个支干磁桥对称于主干磁桥的轴线设置，且两个支干磁桥之间的夹角θ∈[60°,100°]。
进一步的，芯隔磁桥的截面为长条孔状，且芯隔磁桥截面轴线与连线L的中心重合。
进一步的，芯隔磁桥和内隔磁桥在转子长度方向的两端与定子的外侧连通。
本发明的有益效果为：
本发明具有结构简单，额外加工成本低廉的优势，通过在耦合区定子冲片上冲制指定位置的隔磁桥，隔磁桥的设置能够有效的隔绝径向双并列转子电机两侧磁路在耦合区的铰链，避免了耦合区磁路耦合混乱的现象。即可有效降低定子耦合区的磁链耦合强度、减少磁路混乱熵、削弱定子磁场的非整数次谐波，实现了抑制径向双并列转子电机定子耦合区的额外铁耗、缓解该种电机转子偏心力和转矩脉动过大的问题。
附图说明
图1为径向双并列转子电机耦合区的磁路示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为采用本发明耦合区结构的磁路示意图。
其中，1、定子；2、转子；3、转子轴；4、定子绕组；5、定子耦合区；6、内隔磁桥；61、间隙；62、主干磁桥；63、支干磁桥；7、芯隔磁桥。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
定子耦合区5是指两个电机的转子2之间距离较近时，两个与转子2配合的定子绕组4之间存在着的磁链交链区域，如图1所示，没有内隔磁桥6和芯隔磁桥7的径向双并列转子2电机，左右主磁路(磁路1、磁路3)相互交链，磁链沿着最小磁阻方向自发形成了多条磁路通路(磁路2、磁路4)，十分混乱。交链的磁路将带来额外的谐波，产生不稳定的电磁力。
为此，提供一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构，如图2所示，其包括定子1，定子1内平行并列设置有两个转子2，转子2外侧设置有定子绕组4；定子绕组4设置在定子1的内壁上，两个转子2之间的耦合区设置有内隔磁桥6。内隔磁桥6包括位于连线L上的间隙61；连线L为两个转子2的转子轴3轴心之间的连线，间隙61沿连线L的中心线方向的两侧对称设置有主干磁桥62，主干磁桥62与间隙61连通；主干磁桥62位于连线L的中心线上，且主干磁桥62截面的轴线与连线L垂直。主干磁桥62远离连线L的一端连接有两个支干磁桥63，两个支干磁桥63对称于主干磁桥62的轴线设置，且两个支干磁桥63之间的夹角θ＝80°，支干磁桥63与主干磁桥62的夹角为140°，本发明的其他实施例中，夹角θ还可以为60°、70°、90°或100°。
内隔磁桥6的两侧对称设置有芯隔磁桥7。芯隔磁桥7的截面为长条孔状，且芯隔磁桥7截面轴线与连线L的中心重合。实际设置时，芯隔磁桥7的长度为，n为支干磁桥63与主干磁桥62的连接处到最近的定子1外侧壁的距离。n小于20mm时，不设置芯隔磁桥7。
芯隔磁桥7和内隔磁桥6均为设置在定子1上的空气隙，实际使用时，芯隔磁桥7和内隔磁桥6在转子2长度方向的两端与定子1外侧连通，从而作为轴向散热孔，为径向双并列转子2电机提供散热。
使用本发明提供的方案设计的径向双并列转子2电机在耦合区的磁路示意图如图3所示，由图3可明显看到，定子耦合区5的左右磁路不再交链，磁路有效地在各自主磁路内通过，有效克服了交链产生额外谐波，有效避免了左右转子2不同步时的额外电磁力。

Claims (5)

1.一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构，其特征在于，包括定子(1)，所述定子(1)内平行并列设置有两个转子(2)，所述转子(2)外侧设置有定子绕组(4)；两个所述转子(2)之间的耦合区设置有内隔磁桥(6)；
所述内隔磁桥(6)的两侧对称设置有芯隔磁桥(7)；
所述芯隔磁桥(7)和内隔磁桥(6)均为设置在定子(1)上的空气隙；
所述内隔磁桥(6)包括位于连线L上的间隙(61)；所述连线L为两个转子(2)的转子轴(3)轴心之间的连线，所述间隙(61)沿连线L的中心线方向的两侧对称设置有主干磁桥(62)，所述主干磁桥(62)与间隙(61)连通；所述主干磁桥(62)位于连线L的中心线上，且所述主干磁桥(62)截面的轴线与连线L垂直。
2.根据权利要求1所述的径向双并列转子电机的定子耦合区结构，其特征在于，所述主干磁桥(62)远离连线L的一端连接有若干支干磁桥(63)。
3.根据权利要求2所述的径向双并列转子电机的定子耦合区结构，其特征在于，所述支干磁桥(63)有两个，两个所述支干磁桥(63)对称于主干磁桥(62)的轴线设置，且两个所述支干磁桥(63)之间的夹角θ∈[60°,100°]。
4.根据权利要求1所述的径向双并列转子电机的定子耦合区结构，其特征在于，所述芯隔磁桥(7)的截面为长条孔状，且所述芯隔磁桥(7)截面轴线与连线L的中心重合。
5.根据权利要求1所述的径向双并列转子电机的定子耦合区结构，所述芯隔磁桥(7)和内隔磁桥(6)在转子(2)的长度方向上的两端与定子(1)的外侧连通。
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