CN216625416U - 一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电机技术领域，公开了一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕制于定子铁芯上的分数槽集中绕组；转子包括转子铁芯、转子永磁体以及转轴，转子永磁体为10极结构相同的不等厚扇形永磁体，按照NS方式沿转子铁芯圆周面均匀间隔排布，不等厚扇形永磁体包括外侧端和内侧端，内侧端正对转轴，每极不等厚扇形永磁体沿径向的上端面均向上突出，使得沿不等厚扇形永磁体周向的截面上端为弧形结构，下端为水平结构。本实用新型给出了一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，使得电机空载转矩波动小，大大提高了电机的性能，拥有气隙磁密正弦度高，谐波损耗小，功率密度大等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，常用于化工机械、食品机械、车轮轮毂、搅拌机等机械设备。
背景技术
随着电机技术的日益成熟和更高性能稀土材料的出现，极大地推进了永磁电机的研究与应用，轴向磁通永磁无刷直流电机得到了迅猛发展，已在化工机械、食品机械、车轮轮毂、搅拌机等多个领域得到广泛应用。因轴向磁通永磁无刷直流电机气隙呈平面型，具有结构紧凑、启动转矩小、功率密度大等优点而受到越来越多国内外研究者们的关注。与其他电机相比，轴向磁通无刷直流电机结构简单，便于用户使用和维护，空间利用率高；
为解决传统无刷直流电机谐波损耗大，气隙磁场正弦度低的问题，本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机对永磁体进行不等厚设计，采用10极12槽结构，定转子之间能产生正弦型的气隙磁场，极大提高了气隙磁场的正弦度以及电机的使用寿命和转矩密度，削弱了电机的谐波损耗，大大提高了电机的性能。同时该电机还拥有体积小、质量轻、功率密度大等优势。
实用新型内容
实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，对永磁体进行了不等厚设计，削弱了电机的谐波损耗，极大提高了电机的使用寿命和转矩密度，大大提高了电机的性能，同时该电机还拥有气隙磁密正弦度高，谐波损耗小，功率密度大等优势。
技术方案：本实用新型提供了一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和分数槽集中绕组，所述定子铁芯上沿外圆周间隔设有12个槽，所述分数槽集中绕组绕制于定子铁芯上；所述转子包括转子铁芯、转子永磁体以及转轴，所述转轴贯穿于所述定子铁芯和转子铁芯，所述转子永磁体为10极结构相同的不等厚扇形永磁体，按照NS方式沿转子铁芯圆周面均匀间隔排布，所述不等厚扇形永磁体包括外侧端和内侧端，所述内侧端正对所述转轴，每极所述不等厚扇形永磁体沿径向的上端面均向上突出，使得沿不等厚扇形永磁体周向的截面上端为弧形结构，下端为水平结构，每极所述不等厚扇形永磁体的弧形结构的圆心均在下端水平结构的垂直平分线上，所述不等厚扇形永磁体的左侧与右侧均形成垂直于转子铁芯的切面。
进一步地，所述不等厚扇形永磁体的扇形角度为30度，10极不等厚扇形永磁体沿转子铁芯圆周面每隔36°角均匀间隔排布。
进一步地，所述定子与转子永磁体之间存在气隙。
进一步地，所述分数槽集中绕组为12股绕组线圈，所述12股绕组线圈分为三相，分别为A1、A2、A3、A4，B1、B2、B3、B4，C1、C2、C3、C4；所述12股绕组线圈连接方式为：A1、A2反向串联，A3、A4反向串联，A1、A2串联留有一端引出线A+，A3、A4串联留有一端引出线A-；A1、A2和A3、A4的另一端绕组相连，串联后组成A相绕组(100)；同理，B相、C相各线圈分别串联后组成B相绕组(101)、C相绕组(102)。
进一步地，各引出线A+、B+、C+作为电机的三相线，另一端A-、B-、C-连接于中性点O(103)；A相绕组、B相绕组、C相绕组整体组成星形连接。
进一步地，所述定子铁芯、转子铁芯均由硅钢片叠压制成，10极转子永磁体由钕铁硼材料制成。
有益效果：
本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机对永磁体进行不等厚设计，提高了气隙磁场的正弦度，削弱了电机的谐波损耗，极大提高了电机的使用寿命和转矩密度，大大提高了电机的性能。同时该电机还拥有气隙磁密正弦度高，绕组损耗小，功率密度大等优势。
附图说明
图1为本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机结构图；
图2为本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机磁路图；
图3为本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机绕组连接图；
图4为本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机永磁体外侧端截面图；
图5为本实用新型不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机定子铁芯结构图。
其中，1-定子，2-转子，3-定子铁芯，4-分数槽集中绕组，5-转子铁芯，6-转子永磁体，7-气隙，8-转轴，9-主磁路，(1)~(12)为绕组线圈，100-A相引出线，101-B相引出线，102-C相引出线，103-中性点O，200-外侧端，201-内侧端，202-上端面，203-下端面。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
本实用新型公开了一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，参见附图1，包括定子1和转子2，定子1包括定子铁芯3和分数槽集中绕组4，定子铁芯3呈扁平状，定子铁芯3上沿外圆周间隔设有12个槽，12个槽沿外圆周每隔30°均匀排布，分数槽集中绕组4绕制于定子铁芯3上；转子2包括转子铁芯5、转子永磁体6以及转轴8，转轴8贯穿于定子铁芯3和转子铁芯5，转子永磁体6为10极结构相同的不等厚扇形永磁体，转子永磁体6按NS极性依次表贴在转子铁芯5上，其具体表贴方式为：NSNSNSNSNS，共10极，按照NS方式沿转子铁芯5圆周面均匀间隔排布，不等厚扇形永磁体包括外侧端200和内侧端201，内侧端201正对转轴8，每极不等厚扇形永磁体沿径向的上端面202均向上突出，使得沿不等厚扇形永磁体周向的截面上端为弧形结构，整个下端面203为水平结构，参见附图2与附图4。每极不等厚扇形永磁体的弧形结构的圆心均在下端水平结构的垂直平分线上，不等厚扇形永磁体的左侧与右侧均形成垂直于转子铁芯5的切面。定子1与转子永磁体6之间存在气隙7。
本实用新型设计的不等厚扇形永磁体的扇形角度为30度，10极不等厚扇形永磁体沿转子铁芯5圆周面每隔36°角均匀间隔排布。
参见附图3，分数槽集中绕组4为12股绕组线圈，12股绕组线圈分为三相，分别为A1、A2、A3、A4，B1、B2、B3、B4，C1、C2、C3、C4；12股绕组线圈连接方式为：A1、A2反向串联，A3、A4反向串联，A1、A2串联留有一端引出线A+，A3、A4串联留有一端引出线A-；A1、A2和A3、A4的另一端绕组相连，串联后组成A相绕组100；同理，B相、C相各线圈分别串联后组成B相绕组101、C相绕组102。
各引出线A+、B+、C+作为电机的三相线，另一端A-、B-、C-连接于中性点O103；A相绕组100、B相绕组101、C相绕组102整体组成星形连接。
定子铁芯3、转子铁芯5均由硅钢片叠压制成，10极转子永磁体6由钕铁硼材料(NdFe35)制成。
该轴向磁通永磁无刷直流电机的主磁路9的走向参见附图2。
上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，包括定子（1）和转子（2），所述定子（1）包括定子铁芯（3）和分数槽集中绕组（4），所述定子铁芯（3）上沿外圆周间隔设有12个槽，所述分数槽集中绕组（4）绕制于定子铁芯（3）上；所述转子（2）包括转子铁芯（5）、转子永磁体（6）以及转轴（8），所述转轴（8）贯穿于所述定子铁芯（3）和转子铁芯（5），其特征在于，所述转子永磁体（6）为10极结构相同的不等厚扇形永磁体，按照NS方式沿转子铁芯（5）圆周面均匀间隔排布，所述不等厚扇形永磁体包括外侧端（200）和内侧端（201），所述内侧端（201）正对所述转轴（8），每极所述不等厚扇形永磁体沿径向的上端面均向上突出，使得沿不等厚扇形永磁体周向的截面上端为弧形结构，下端为水平结构，每极所述不等厚扇形永磁体的弧形结构的圆心均在下端水平结构的垂直平分线上，所述不等厚扇形永磁体的左侧与右侧均形成垂直于转子铁芯（5）的切面。
2.根据权利要求1所述的不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，其特征在于，所述不等厚扇形永磁体的扇形角度为30度，10极不等厚扇形永磁体沿转子铁芯（5）圆周面每隔36°角均匀间隔排布。
3.根据权利要求1所述的不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，其特征在于，所述定子（1）与转子永磁体（6）之间存在气隙（7）。
4.根据权利要求1所述的不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，其特征在于，所述分数槽集中绕组（4）为12股绕组线圈，所述12股绕组线圈分为三相，分别为A1、A2、A3、A4，B1、B2、B3、B4，C1、C2、C3、C4；所述12股绕组线圈连接方式为：A1、A2反向串联，A3、A4反向串联，A1、A2串联留有一端引出线A+，A3、A4串联留有一端引出线A-；A1、A2和A3、A4的另一端绕组相连，串联后组成A相绕组(100)；同理，B相、C相各线圈分别串联后组成B相绕组(101)、C相绕组(102)。
5.根据权利要求4所述的不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，其特征在于，各引出线A+、B+、C+作为电机的三相线，另一端A-、B-、C-连接于中性点O(103)；A相绕组（100）、B相绕组（101）、C相绕组（102）整体组成星形连接。
6.根据权利要求1所述的不等厚磁极轴向磁通永磁无刷直流电机，其特征在于，所述定子铁芯（3）、转子铁芯（5）均由硅钢片叠压制成，10极转子永磁体（6）由钕铁硼材料制成。
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Assignee: HUAI'AN FEMCO STEEL TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2022980014387 Denomination of utility model: An Axial Magnetic Flux Permanent Magnet Brushless DC Motor with Unequal Thickness Magnetic Pole Granted publication date: 20220527 License type: Exclusive License Record date: 20220908 |
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