CN217956932U - 一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，包括：转动外壳，其上固定有电机输出轴；电机固定轴，其通过轴承套设在电机输出轴上；定子铁芯，其套固在电机固定轴上，定子铁芯的左右侧面上分别缠绕有左侧定子绕组和右侧定子绕组；左侧转子铁芯，其固定在转动外壳的一侧内壁面上，左侧转子铁芯上均布固定有多个左侧永磁体，左侧永磁体与左侧定子绕组之间具有左侧气隙；右侧转子铁芯，其固定在转动外壳的另一侧内壁面上，右侧转子铁芯上均布固定有多个右侧永磁体，右侧永磁体与右侧定子绕组之间具有右侧气隙。该电机储存能量大、过载能力强、转子的平衡性好、体积小，能够使现场使用场地空间得到更好利用。

Description

一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，更具体的说是涉及一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机。

背景技术

现有盘式永磁同步电机是采用单侧装永磁体，只有一个气隙磁场，有一套绕组，磁路的走向是：永磁体N极→气隙→定子绕组→定子铁芯→定子绕组→永磁体S极→转子铁芯→回起始永磁体N极。

现有永磁电机存在以下缺点：储存能量少，过载能力差；转子的平衡性差；永磁电机的功率密度较小，体积较大，不能更好的使现场使用场地空间得到更好利用。

因此，如何提供一种储存能量大、过载能力强、转子的平衡性好、电机的功率密度大、体积小，能够使现场使用场地空间得到更好利用的盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种储存能量大、过载能力强、转子的平衡性好、电机的功率密度大、体积小，能够使现场使用场地空间得到更好利用的盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，包括：

转动外壳，所述转动外壳上固定有电机输出轴；

电机固定轴，所述电机固定轴为筒状结构，其通过轴承套设在所述电机输出轴上，所述电机固定轴与外部的固定件固定连接；

定子铁芯，所述定子铁芯位于所述转动外壳内部，且套固在所述电机固定轴上，所述定子铁芯的左右侧面上分别缠绕有左侧定子绕组和右侧定子绕组，所述左侧定子绕组和所述右侧定子绕组并联连接；

左侧转子铁芯，所述左侧转子铁芯为圆环状，且固定在所述转动外壳的一侧内壁面上，所述左侧转子铁芯上均布固定有多个左侧永磁体，相邻两个所述左侧永磁体极性相反布置，所述左侧永磁体与所述左侧定子绕组之间具有左侧气隙；

右侧转子铁芯，所述右侧转子铁芯为圆环状，且固定在所述转动外壳的另一侧内壁面上，所述右侧转子铁芯上均布固定有多个右侧永磁体，相邻两个所述右侧永磁体极性相反布置，相对的所述右侧永磁体和所述左侧永磁体的极性相反布置，所述右侧永磁体与所述右侧定子绕组之间具有右侧气隙。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，该电机中的定子与转子间形成双气隙，相当于两台盘式电机组合成一台电机，即相当于减小了电机的体积，能够使现场使用场地空间得到更好利用。并且该电机的储存能量大、过载能力强、功率密度高。

进一步的，所述转动外壳包括：

机座圈；

左侧端盖，所述左侧端盖可拆卸安装在所述机座圈的一侧面上，所述左侧端盖的内侧面上固定有所述左侧转子铁芯，所述左侧端盖与所述电机输出轴固定连接；

右侧端盖，所述右侧端盖可拆卸安装在所述机座圈的另一侧面上，所述右侧端盖的内侧面上固定有所述右侧转子铁芯。

采用上述技术方案产生的有益效果是，易于转动外壳的拆装装配，且因左侧端盖和右侧端盖的结构相同，且为双转子旋转，其相比现有的单转子旋转，其转子的平衡性更好。

进一步的，所述左侧端盖的内侧面上开设有左侧安装槽，所述左侧转子铁芯嵌固在所述左侧安装槽内，所述右侧端盖的内侧面上开设有右侧安装槽，所述右侧转子铁芯嵌固在所述右侧安装槽内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，易于左侧转子铁芯和右侧转子铁芯的安装。

进一步的，所述左侧转子铁芯粘结在所述左侧安装槽内，所述右侧转子铁芯粘结在所述右侧安装槽内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，提高左侧转子铁芯和与右侧转子铁芯安装的稳固性。

进一步的，每个所述左侧永磁体均粘结在所述左侧转子铁芯上，每个所述右侧永磁体均粘结在所述右侧转子铁芯上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，易于左侧永磁体和右侧永磁体的安装。

进一步的，每个所述左侧永磁体和每个所述右侧永磁体均呈扇形结构布置。

采用上述技术方案产生的有益效果是，能够使左侧永磁体和右侧永磁体分别在左侧端盖和右侧端盖上均匀分布。

进一步的，所述定子铁芯的左右侧面上分别开设有左侧绕线槽和右侧绕线槽，所述左侧定子绕组缠绕在所述左侧绕线槽上，所述右侧定子绕组缠绕在所述右侧绕线槽上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，易于左侧定子绕组和右侧定子绕组的缠绕。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机的结构示意图。

图2附图为左侧端盖的侧视结构示意图。

图3附图为左侧端盖的主视结构示意图。

图4附图为定子铁芯的侧视结构示意图。

图5附图为定子铁芯的主视结构示意图。

图6附图为本实用新型永磁体排列的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图6，本实用新型实施例公开了一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，包括：

转动外壳，转动外壳上固定有电机输出轴14；

电机固定轴13，电机固定轴13为筒状结构，其通过轴承套设在电机输出轴14上，电机固定轴13与外部的固定件固定连接；

定子铁芯6，定子铁芯6位于转动外壳内部，且套固在电机固定轴13上，定子铁芯6的左右侧面上分别缠绕有左侧定子绕组5和右侧定子绕组12，左侧定子绕组5和右侧定子绕组12并联连接在一起形成电机定子的出线；

左侧转子铁芯2，其固定在转动外壳的一侧内壁面上，左侧转子铁芯2上均布固定有多个左侧永磁体3，相邻两个左侧永磁体3极性相反布置，左侧永磁体3与左侧定子绕组5之间具有左侧气隙4；

右侧转子铁芯9，其固定在转动外壳的另一侧内壁面上，右侧转子铁芯9上均布固定有多个右侧永磁体10，相邻两个右侧永磁体10极性相反布置，相对的右侧永磁体10和左侧永磁体3的极性相反布置，右侧永磁体10与右侧定子绕组12之间具有右侧气隙11。

转动外壳包括：

机座圈7；

左侧端盖1，左侧端盖1通过螺栓可拆卸安装在机座圈7的一侧面上，左侧端盖1的内侧面上固定有左侧转子铁芯2，左侧端盖1与电机输出轴14固定连接；

右侧端盖8，右侧端盖8通过螺栓可拆卸安装在机座圈7的另一侧面上，右侧端盖8的内侧面上固定右侧转子铁芯9。

左侧端盖1的内侧面上开设有左侧安装槽101，左侧转子铁芯2嵌固在左侧安装槽101内，右侧端盖的内侧面上开设有右侧安装槽(未标出)，右侧转子铁芯9嵌固在右侧安装槽内。

左侧转子铁芯2粘结在左侧安装槽101内，右侧转子铁芯9粘结在右侧安装槽内。

每个左侧永磁体3均粘结在左侧转子铁芯2上，每个右侧永磁体10均粘结在右侧转子铁芯9上。

每个左侧永磁体3和每个右侧永磁体10均呈扇形结构布置。

其中，左侧转子铁芯2和右侧转子铁芯9是用带状硅钢片盘绕成圆环，圆环的内外径与扇形永磁体的内外径相同，圆环固定在端盖的安装槽中，多个扇形永磁体均布固定在硅钢片盘绕成圆环上。

定子铁芯6的左右侧面上分别开设有左侧绕线槽601和右侧绕线槽602，左侧定子绕组5缠绕在左侧绕线槽601上，右侧定子绕组12缠绕在右侧绕线槽602上。

本实用新型的盘式永磁同步电机采用双侧装永磁体，有两个气隙磁场，有两套绕组，磁路的走向请参见图6(其中左侧永磁体3为N极，右侧永磁体10为S极)：

1、左侧永磁体3(N极)→左侧气隙4→左侧定子绕组5→定子铁芯6→左侧定子绕组5→左侧气隙4→左侧永磁体15(S极)→左侧转子铁芯2→回起始左侧永磁体3(N极)。

2、右侧永磁体10(S极)→右侧侧气隙11→右侧定子绕组12→定子铁芯6→右侧定子绕组12→右侧气隙11→右侧永磁体16(N极)→右侧转子铁芯9→回起始右侧永磁体10(S极)。

参见图3，永磁体呈扇形结构，其按“N”极、“S”极间隔排列。

根据电机的电磁理论，电机功率P＝m×E×I；

绕组电势E＝4K_Nm×f×N×K_dp×Φ

绕组电流I＝(π×A×D)/(2×m×N)

每极磁通Φ＝Bδαυ×τ×l_ef

其中：m——电枢绕组的相数；K_Nm——气隙磁场的波形系数；f——电流频率；N——电枢绕组每相串联匝数；K_dp——电枢的绕组系数；A——线负荷；D——电枢直径；Bδαυ——气隙平均磁密；τ——极距；L_ef——电枢计算长度

当电机的参数已经确定，盘式永磁同步电机的一侧磁场增加为双侧磁场，相当于D(电枢直径)不变，在定子铁芯的另一端又嵌入一套定子绕组，且两套定子绕组数据相同，并联接入电源，因而使电机的功率P也增大一倍。或者说是两台盘式电机组合成一台盘式电机，节省端盖所占空间，适用于径向尺寸大，轴向尺寸小的地方安装使用，且其启动速度快、低速性能好、高速运行平稳，可做成几十千瓦～几百千瓦的盘式电机。

盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机的优点：

1、电机因有双侧气隙两套绕组而储存能量大，过载能力强；

2、电机采用双转子旋转带动外壳旋转，使转子的平衡性好(因两端盖的尺寸、结构相同)；

3、两个盘式永磁同步电机合成一个盘式永磁同步电机，所以电机的功率密度较大，体积较小，能更好的利用空间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，包括：

转动外壳，所述转动外壳上固定有电机输出轴(14)；

电机固定轴(13)，所述电机固定轴(13)为筒状结构，其通过轴承套设在所述电机输出轴(14)上，所述电机固定轴(13)与外部的固定件固定连接；

定子铁芯(6)，所述定子铁芯(6)位于所述转动外壳内部，且套固在所述电机固定轴(13)上，所述定子铁芯(6)的左右侧面上分别缠绕有左侧定子绕组(5)和右侧定子绕组(12)，所述左侧定子绕组(5)和所述右侧定子绕组(12)并联连接；

左侧转子铁芯(2)，所述左侧转子铁芯(2)固定在所述转动外壳的一侧内壁面上，所述左侧转子铁芯(2)上均布固定有多个左侧永磁体(3)，相邻两个所述左侧永磁体(3)极性相反布置，所述左侧永磁体(3)与所述左侧定子绕组(5)之间具有左侧气隙(4)；

右侧转子铁芯(9)，所述右侧转子铁芯(9)固定在所述转动外壳的另一侧内壁面上，所述右侧转子铁芯(9)上均布固定有多个右侧永磁体(10)，相邻两个所述右侧永磁体(10)极性相反布置，相对的所述右侧永磁体(10)和所述左侧永磁体(3)的极性相反布置，所述右侧永磁体(10)与所述右侧定子绕组(12)之间具有右侧气隙(11)。

2.根据权利要求1所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，所述转动外壳包括：

机座圈(7)；

左侧端盖(1)，所述左侧端盖(1)可拆卸安装在所述机座圈(7)的一侧面上，所述左侧端盖(1)的内侧面上固定有所述左侧转子铁芯(2)，所述左侧端盖(1)与所述电机输出轴(14)固定连接；

右侧端盖(8)，所述右侧端盖(8)可拆卸安装在所述机座圈(7)的另一侧面上，所述右侧端盖(8)的内侧面上固定有所述右侧转子铁芯(9)。

3.根据权利要求2所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，所述左侧端盖(1)的内侧面上开设有左侧安装槽(101)，所述左侧转子铁芯(2)嵌固在所述左侧安装槽(101)内，所述右侧端盖的内侧面上开设有右侧安装槽，所述右侧转子铁芯(9)嵌固在所述右侧安装槽内。

4.根据权利要求3所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，所述左侧转子铁芯(2)粘结在所述左侧安装槽(101)内，所述右侧转子铁芯(9)粘结在所述右侧安装槽内。

5.根据权利要求4所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，每个所述左侧永磁体(3)均粘结在所述左侧转子铁芯(2)上，每个所述右侧永磁体(10)均粘结在所述右侧转子铁芯(9)上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，每个所述左侧永磁体(3)和每个所述右侧永磁体(10)均呈扇形结构布置。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种盘式双气隙双绕组外转子旋转永磁同步电机，其特征在于，所述定子铁芯(6)的左右侧面上分别开设有左侧绕线槽(601)和右侧绕线槽(602)，所述左侧定子绕组(5)缠绕在所述左侧绕线槽(601)上，所述右侧定子绕组(12)缠绕在所述右侧绕线槽(602)上。

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