CN207868966U - 一种径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，包含定子，外转子、内转子、转子支架、转轴、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖和机壳组成，定子由定子铁芯和定子绕组组成，外转子由外转子铁芯和外磁钢组成，内转子由内转子铁芯和内磁钢组成，转子支架与外转子、内转子及转轴相连接，转轴由前后轴承支承，前端盖与定子铁芯、机壳相连，并开有轴承室和冷却液水道，后端盖与机壳相连，并开有轴承室，外磁钢和内磁钢均为永磁体。本实用新型的径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机，具有峰值转矩密度高、效率高、体积小、盘式薄形外形的突出优点，特别适合于作为电动汽车轮边驱动电机或轮毂电机等场合使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及机电领域，具体是一种径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机。
背景技术
在新能源汽车的轮边驱动、轮毂驱动及与发动机集成的场合，很需要扁平薄形的驱动电机，使得空间摆放成为可行。现有技术，往往采用轴向磁场盘式永磁电机或径向磁场外转子式永磁电机。轴向磁场盘式电机，结构也有多种，但都存在如下较难克服的缺点：
第一．轴向磁场电机，其定子与转子之间，存在很大的轴向磁拉力，当电机功率较大，径向尺寸较大时，转子径向外延容易被大的轴向磁拉力拉弯，且该轴向力会使装配困难，也使得集成到发动机时，结构难以实现。
第二．轴向磁场电机定子与转子之间的气隙在轴向方向，气隙是很小的，当转子转轴与外部负载连接后，很小的轴向窜动也是不能被允许的，否则定子与转子会相擦。这在新能源汽车的驱动电机工况下要做到轴向完全不窜动，难度很大；
第三．汽车开动中路况不同，会有颠簸、振动，而大直径的轴向磁场电机，定子与转子两个盘之间气隙很小，当受较大颠簸、或振动后，如略有偏摆，将有可能出现导致定转子相擦的隐患。
现有技术中，另一类采用的是径向磁场外转子式永磁电机，它避开了轴向磁场电机的缺陷，但它本身的电磁结构，在峰值转矩密度和效率指标上，还不能令人满意，因此需要对其进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种克服上述轴向磁场电机的缺点，又能比径向磁场外转子式永磁电机具有更高的能量密度和更高的效率的一种新型径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机。本实用新型电机由于采用永磁双转子结构，其磁能密度高，且主磁路线性度高，可获得高倍数峰值转矩，以达成驱动电机体积小、转矩密度高。由于定子无磁轭，大大降低了定子铁芯损耗，可实现电机更高效率。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，包含定子，外转子、内转子、转子支架、转轴、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖和机壳组成，所述定子由定子铁芯和定子绕组组成，所述外转子由外转子铁芯和外磁钢组成，所述内转子由内转子铁芯和内磁钢组成，所述转子支架与外转子、内转子及转轴相连接，所述转轴由前后轴承支承，所述前端盖与定子铁芯、机壳相连，并开有轴承室和冷却液水道，所述后端盖与机壳相连，并开有轴承室，所述外磁钢和内磁钢均为永磁体，分别贴付在外转子铁芯和内转子铁芯表面，外磁钢与内磁钢极数相同，均为偶数，相邻磁钢的极性相反，磁钢磁场方向为径向方向，磁钢圆周方向间隔排列并粘结在一起。
作为本实用新型进一步的方案：定子铁芯和外转子铁芯、内转子铁芯均由硅钢片材料叠压而成；
作为本实用新型进一步的方案：外磁钢和内磁钢由稀土永磁体材料制成。
作为本实用新型进一步的方案：转子支架由铝合金制成，也可以由碳钢制成。
作为本实用新型进一步的方案：前端盖、后端盖和机壳均由铝合金制成。
作为本实用新型再进一步的方案：所述定子铁芯无轭部，每个极的磁场磁路经由外转子轭部-外磁钢-外气隙-定子铁芯齿部-内气隙-内转子磁钢-内转子铁芯轭部，再到下一个磁极返回，形成闭合回路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，定子铁芯无轭部，因而没有定子铁芯轭部铁耗，降低了电机总损耗，提高了效率；一个磁极回路没有定子轭部磁路压降，使得磁场工作点提高，电机气隙磁通密度提高，提升了能量密度；定子没有轭部，定子槽内漏磁路磁导降低，定子槽漏抗减小，定子齿部磁路在大负载电流时的磁路线性范围增大，从而峰值转矩提高较大，提高了电机峰值转矩密度，转子采用双转子，外转子与内转子均放置永磁体磁钢，双边永磁体激磁，磁场密度高，电机的能量密度大大提高；本实用新型因为放置了外转子，使得电机等效电磁直径大，比传统内转子电机在同样输出功率下，电机的轴向长度大大缩短，整体电机呈盘式薄形外形。因此，本实用新型的径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机，具有峰值转矩密度高、效率高、体积小、盘式薄形外形的突出优点，特别适合于作为电动汽车轮边驱动电机或轮毂电机等场合使用。
附图说明
图1 为本实用新型径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机实施例1的纵向剖面结构示意图；
图2 为本实用新型径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机实施例1的磁通磁路路径示意图；
图3 为本实用新型径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机实施例2的纵向剖面结构示意图；
图4为 为本实用新型径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机实施例3的纵向剖面结构示意图。
图中：1-定子铁芯、2-定子绕组、3-外转子铁芯、4-外磁钢、5-内转子铁芯、6-内磁钢、7-转子支架、8-转轴、9-前轴承、10-后轴承、11-前端盖、12-后端盖、13-机壳、14-固定支架、15-环氧、16-冷却液水道、17-水道盖板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供的径向磁场定子无轭双转子永磁盘式电机、包括定子铁芯1、定子绕组2、外转子铁芯3、外磁钢4、内转子铁芯5、内磁钢6、转子支架7、转轴8、前轴承9、后轴承10、前端盖11、后端盖12和机壳13组成。定子铁芯1和外转子铁芯3、内转子铁芯5均由硅钢片材料叠压而成；外磁钢4和内磁钢5由稀土永磁体材料制成，转子支架7由铝合金制成，也可以由碳钢制成。前端盖11、后端盖12和机壳13均由铝合金制成。
定子铁芯1通过固定支架14并与定子绕组2一起灌封环氧15与前端盖11固定；外磁钢4和内磁钢6，分别用环氧胶贴付于外转子铁芯3和内转子铁芯5的表面；外转子铁芯3与内转子铁芯5通过转子支架7固定连接，转子支架7套装于转轴8上，转轴在前轴承9后轴承10支承下可以旋转，从而实现外转子与内转子一起以转轴8为轴线，围绕定子铁芯旋转。在前端盖上开有冷却液水道16，用水道盖板17密封，水道与外部冷却泵通过水接头相连。
实施例2
如图3所示，是一个将上述实施例1组合成双电机的实施例，与实施例1的区别是，实施例2由左右两套定子、两个外转子和两个内转子构成；用一个转子支架7支撑与连接左右两个外转子和两个内转子；两个定子铁芯1分别采用与实施例1同样的方式固定于前端盖11和后端盖12上；前端盖11和后端盖13分别开有冷却液水16。其余类同实施例1。
实施例3
与实施例1不同地方在于，实施例3的外转子与内转子磁钢的放置方式，采用内插式的方式，见附图4，即各转子铁芯上开有槽，磁钢插入槽中，外转子铁芯3与外磁钢4采用“V”字形结构，内转子铁芯5与内磁钢6采用“一”字形结构，这种内插式磁钢方式在电机高速运行时能防脱落，提高了转子的可靠性；同时，这种内插式磁钢布局，还可以产生磁阻转矩，有利于进一步提高电机转矩。其余同实施例1。
实施例4
与实施例2不同地方在于，实施例4的两套外转子与内转子磁钢的放置方式，均采用内插式的方式，见附图4，即各转子铁芯上开有槽，磁钢插入槽中，外转子铁3芯与外磁钢4采用“V”字形结构，内转子铁芯5与内磁钢6采用“一”字形结构，这种内插式磁钢方式在电机高速运行时能防脱落，提高了转子的可靠性；同时，这种内插式磁钢布局，还可以产生磁阻转矩，有利于进一步提高电机转矩。其余同实施例2。
1）以上各实施例中的定子铁芯材料也可以采用高电阻率的粉末冶金材料制成。
2）以上各实施例中的转子支架材料也可以采用碳钢或高强度不锈钢材料制成。
3）实施例3，实施例4的转子结构，均可以是“V”字形、“一”字形，还可以采用多层的内插式磁钢布置方式，以达到进一步提高磁阻转矩的目的。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，包含定子，外转子、内转子、转子支架、转轴、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖和机壳组成，所述定子由定子铁芯和定子绕组组成，所述外转子由外转子铁芯和外磁钢组成，所述内转子由内转子铁芯和内磁钢组成，所述转子支架与外转子、内转子及转轴相连接，所述转轴由前后轴承支承，所述前端盖与定子铁芯、机壳相连，并开有轴承室和冷却液水道，所述后端盖与机壳相连，并开有轴承室，所述外磁钢和内磁钢均为永磁体，分别贴付在外转子铁芯和内转子铁芯表面，外磁钢与内磁钢极数相同，均为偶数，相邻磁钢的极性相反，磁钢磁场方向为径向方向，磁钢圆周方向间隔排列并粘结在一起。
2.根据权利要求1所述的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，定子铁芯和外转子铁芯、内转子铁芯均由硅钢片材料叠压而成。
3.根据权利要求1所述的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，外磁钢和内磁钢由稀土永磁体材料制成。
4.根据权利要求1所述的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，转子支架由铝合金制成，也可以由碳钢制成。
5.根据权利要求1所述的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，前端盖、后端盖和机壳均由铝合金制成。
6.根据权利要求1所述的径向磁场定子无轭双转子盘式永磁同步电机，其特征在于，所述定子铁芯无轭部，每个极的磁场磁路经由外转子轭部-外磁钢-外气隙-定子铁芯齿部-内气隙-内转子磁钢-内转子铁芯轭部，再到下一个磁极返回，形成闭合回路。
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| CN110190713A (zh) * | 2019-07-06 | 2019-08-30 | 上海智御动力技术有限公司 | 双转子直冷电机 |
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