CN216564874U - 一种永磁电机及应用其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁电机，包括内定子、预设数量的外定子转子组以及输出轴，第一组所述外定子转子组设于所述内定子的外侧，第二组及之后任一组所述外定子转子组设于上一组所述外定子转子组的外侧；所述外定子转子组包括转子和设于所述转子外侧的外定子；所述内定子、所述外定子均为筒状结构，所述转子为环状结构；所述转子与所述输出轴驱动连接；所述转子使用永磁材料制成；所述内定子和所述外定子分别设有电枢绕组。其增加了定子绕组，有效提高了铜绕线填充率；有效提高了电机的功率输出密度，在保持相同体积同时，提高铜填充率，结构简单，制备、装配难度低，有效降低成本。

Description

一种永磁电机及应用其的车辆

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁电机及应用其的车辆。

背景技术

“十三五规划”中，提出新能源汽车驱动电机的产品级峰值功率密度应达到4kw/kg。以目前整个行业而言，国内的产品级峰值功率密度在3.2-3.3kW/kg范围，因此至少还有30％的提升空间。

基于此，提出了扁线电机的概念，将圆线变成扁线；理论而言，在空间不变的前提下，使用扁线填充的铜导线可以增加20％至30％。实现相同功率下，体积更小，用材更少，成本更低，或相同体积下，槽满率提升，提高功率输出密度。但扁线电机制造困难，制造设备费用非常高昂，且作为一种新式结构，同时也带来了一些其他的技术层面的问题且难以解决。

实用新型内容

为克服现有技术的缺点，本实用新型目的在于提供一种永磁电机及应用其的车辆，提高功率输出密度和输出稳定性的同时，降低制备难度和制备成本。

本实用新型通过以下技术措施实现的，包括壳体、内定子、预设数量的外定子转子组以及输出轴，第一组所述外定子转子组设于所述内定子的外侧，第二组及之后任一组所述外定子转子组设于上一组所述外定子转子组的外侧；所述外定子转子组包括转子和设于所述转子外侧的外定子；所述转子呈环形，所述内定子和所述外定子均为环形结构；所述转子与所述输出轴驱动连接；所述转子使用永磁材料制成；所述内定子和所述外定子分别设有电枢绕组。

作为一种优选方式，所述内定子和任一所述外定子固定连接于所述壳体的内壁。

作为一种优选方式，所述外定子转子组包括连接件，所述连接件用于固定所述转子，所述转子通过所述连接件与所述输出轴驱动连接。

作为一种优选方式，包括底座所述底座的两表面对称设有所述连接件以及所述转子。

作为一种优选方式，所述连接件包括呈环形的连接座，所述输出轴由所述连接座的中部穿出；所述连接座的表面边沿垂直形成有呈筒状的支撑板，所述支撑板的直径与所述转子的直径相适配；所述支撑板的内外壁设有预设数量的固定支架，所述固定支架用于夹持固定所述转子。

作为一种优选方式，包括一组外定子组；所述外定子的内壁的中部位置与所述底座的侧壁对应。

作为一种优选方式，所述内定子与所述转轴之间有间隙；所述内定子与所述外定子转子组之间有气隙；任两个所述外定子转子组之间有气隙；所述外定子与所述转子之间有气隙。

本实用新型提供的一种永磁电机，增加了定子绕组，有效提高了铜绕线填充率；工作时，内定子和外定子的电枢绕组分别于转子的内外侧产生磁场，等同于通过内转子或外转子做功的方式，有效提高了电机的功率输出密度，本电机结构在保持相同体积同时，提高铜填充率，结构简单，制备、装配难度低，有效降低成本；本转子结构为一整体成型的磁环，应用于本电机中，提高功率输出密度同时，进一步简化结构，降低制备、装配难度，降低成本；转子通过连接件与输出轴驱动连接，输出轴的两端均可实现输出，且转子为整体成型的磁环，通过外结构进行固定，实现输出轴的穿透输出，有效提高输出的平衡性，提高功率输出密度同时保持稳定；底座的两表面对称设有连接件以及转子，通过其两端的两转子同时做功，进一步提高输出功率，提高输出轴的平衡性。

一种车辆，应用有上述的永磁电机。

本实用新型提供的一种车辆，能够进一步实现系统简化、对能源充分利用，有效降低成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的电机拆除壳体后的简化结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的电机拆除壳体正向结构示意图；

图3为图2的A向剖视图；

图4为将图1中的内定子拆除后的简化结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的电机拆除壳体后的正向结构示意图。

图中标记序号及名称：1、内定子2、转子3、外定子4、输出轴5、连接件51、连接座52、支撑板53、固定支架6、底座

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

一种永磁电机，参考图1至图4，包括壳体、内定子、转子、外定子以及输出轴，转子设于内定子的外侧，外定子设于转子的外侧；内定子、外定子均为环状结构，图1及图4中展示的为简化其绕组后的筒状结构；转子为环形结构；转子与输出轴驱动连接；转子使用永磁材料制成；内定子和外定子分别设有电枢绕组。

其中，内定子与转轴之间有间隙；内定子与转子之间有气隙；外定子与转子之间有气隙。

需要说明的是，应对内定子和外定子的电枢绕组的组数不做限制；在本实施例中优选为相适配的六组；电枢绕组的圈数根据实际的转速及扭矩要求设计；内定子和外定子均固定连接于壳体的内壁；转轴的两端与壳体之间通过轴承连接。

应当理解的是，壳体即电机外壳，其与内定子、外定子、转轴的具体连接结构实现方式为现有技术，本实施例中不做阐述。

本实施例的永磁电机结构可理解为，于内定子电机外侧增加定子绕组，或于外定子电机内增加定子绕组，有效提高了铜绕线填充率；工作时，内定子和外定子的电枢绕组分别于转子的内外侧产生磁场，等同于通过内转子或外转子做功的方式，有效提高了电机的功率输出密度，本电机结构在保持相同体积同时，提高铜填充率，结构简单，制备、装配难度低，有效降低成本；本转子结构为一整体成型的磁环，应用于本电机中，提高功率输出密度同时，进一步简化结构，降低制备、装配难度，降低成本。

进一步的，还包括连接件，连接件用于固定转子，转子通过连接件与输出轴驱动连接，具体可以是通过销或其他方式连接。

具体的，连接件包括呈环形的连接座，输出轴由连接座的中部穿出；连接座的表面边沿垂直形成有呈筒状的支撑板，支撑板的直径与转子的直径相适配；支撑板的内外壁设有预设数量的固定支架，固定支架用于夹持固定转子。其中，转子置于支撑板上，其通过支撑板以适应与内定子、外定子的相对位置，通过多个固定支架夹紧固定转子；固定支架长条状，多个固定支架固定于支撑板的内壁和外壁，端部伸出部分作为夹爪紧固转子，固定稳固，且便于装配。

可以理解的是，连接件作为外结构对转子进行固定，并使其与输出轴驱动连接，在其他实施例中，应不限于上述结构。

本实施例的永磁电机转子通过连接件与输出轴驱动连接，输出轴的两端均可实现输出，且转子为整体成型的磁环，通过外结构进行固定，实现输出轴的穿透输出，有效提高输出的平衡性，提高功率输出密度同时保持稳定。

具体的，还包括底座，底座的两表面对称设有连接件以及转子，同样的，还对称设有内定子；外定子的内壁的中部与底座的侧壁固定连接；通过其两端的两转子同时做功，进一步提高输出功率，提高输出轴的平衡性。本实施例中的底座用于连接两连接座，在其他实施例中，也可以直接连接两连接座。

本永磁电机在实际应用时，具有多种控制方式，如并联输出，即内定子和外定子同时做功、并联控制，适合短时间大功率输出；或单端输出，即内定子或外定子单独做功，降低能耗；其可变性高，在一定适用范围内可省却变速机构，有效节约成本，可应用于大型船舶的电推系统、精密控制的步进电机系统、大概率高精密输出的伺服系统等。

实施例二

一种永磁电机，参考图5，与实施例一的区别是，包括内定子、外定子转子组以及输出轴，第一组外定子转子组设于内定子的外侧，第二组及之后任一组外定子转子组设于上一组外定子转子组的外侧；外定子转子组包括转子和设于转子外侧的外定子。

其中，内定子与转轴之间有间隙；内定子与外定子转子组之间有气隙；任两个外定子转子组之间有气隙；外定子与转子之间有气隙。

可以理解的是，在实际使用中，对外定子转子组的组数不做限制，本实施例中为便于理解优选为两组，及其结构为三定子、双转子。

需要说明的是，内定子和任一外定子固定连接于底座；底座两侧对称设置连接件以及转子时，最外侧的外定子的设置方式同实施例一，其它外定子应改变高度，并对称设置于底座两侧。

相比实施例一的永磁电机，本实施例的永磁电机具有更高输出功率，通过增加转子能够最大限度发挥电磁的推动力；该多定子、多转子结构具有有更多种的控制方式，控制精度更高、输出功率范围更大。

实施例三

一种车辆，应用有实施例一的永磁电机。

本车辆可通过永磁电机并联输出，即内定子和外定子同时做功、并联控制，短时间进行大功率输出；根据目前电动车的使用情况，最大功率输出的维持时间基本上都是以秒为单位计算的，若长期满负荷工作，无论是电机散热、电池、驱动电路都会超出设计负荷而产生永久性损坏，因此可通过单端输出，即内定子或外定子单独做功，实现功率和能耗的平衡；在一些特定情况下(如上坡)，为防止溜车，通常通过刹车控制。可通过因此电机进行主动并联锁定，短暂的电磁刹车也完全可以通过并联驱动的方式锁定(如步进电机的驱动方式)，从而简化整体系统的设计；因为做功、发电是一个互逆过程，本永磁电机可同时进行并联发电动作于下陡坡、刹车时进行使用；永磁电机可通过单端输出、单端发电方式，适用长时间下坡控制跟车速度的情况；还可通过进行单端发电方式，在松油门时模拟车辆的滑动，轻度回收能量使用。

基于上述控制方式，应用该永磁电机的车辆能够进一步实现系统简化、对能源充分利用，有效降低成本。

以上是对本实用新型一种永磁电机及应用其的车辆进行的阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁电机，其特征在于，包括壳体、内定子、预设数量的外定子转子组以及输出轴，第一组所述外定子转子组设于所述内定子的外侧，第二组及之后任一组所述外定子转子组设于上一组所述外定子转子组的外侧；所述外定子转子组包括转子和设于所述转子外侧的外定子；所述转子呈环形，所述内定子和所述外定子均为环形结构；所述转子与所述输出轴驱动连接；所述转子使用永磁材料制成；所述内定子和所述外定子分别设有电枢绕组。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机，其特征在于，所述内定子和任一所述外定子固定连接于所述壳体的内壁。

3.根据权利要求2所述的一种永磁电机，其特征在于，所述外定子转子组包括连接件，所述连接件用于固定所述转子，所述转子通过所述连接件与所述输出轴驱动连接。

4.根据权利要求3所述的一种永磁电机，其特征在于，包括底座，所述底座的两表面对称设有所述连接件以及所述转子。

5.根据权利要求3所述的一种永磁电机，其特征在于，所述连接件包括呈环形的连接座，所述输出轴由所述连接座的中部穿出；所述连接座的表面边沿垂直形成有呈筒状的支撑板，所述支撑板的直径与所述转子的直径相适配；所述支撑板的内外壁设有预设数量的固定支架，所述固定支架用于夹持固定所述转子。

6.根据权利要求4所述的一种永磁电机，其特征在于，包括一组外定子组；所述外定子的内壁的中部位置与所述底座的侧壁对应。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种永磁电机，其特征在于，所述内定子与所述输出轴之间有间隙；所述内定子与所述外定子转子组之间有气隙；任两个所述外定子转子组之间有气隙；所述外定子与所述转子之间有气隙。

8.根据权利要求1-5任一所述的一种永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括两组外定子转子组。

9.根据权利要求1-5任一所述的一种永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括一组外定子转子组。

10.一种车辆，其特征在于，应用有所述永磁电机。

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