CN219436735U - 轴向磁通混合励磁磁通切换电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机，包括依次同轴安装的第一电枢定子、第一转子、中间定子、第二转子和第二电枢定子，所述中间定子上设置有励磁线圈和永磁体，所述第一电枢定子和第二电枢定子上设置有电枢线圈；所述第一转子和第二转子上均设置有导磁块。本实用新型的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁线圈与电枢线圈设置在不同的定子上，缓解了定子的磁路饱和程度，提高了电机过载能力。

Description

轴向磁通混合励磁磁通切换电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机。

背景技术

混合励磁电机由两种励磁源共同产生电机主磁场，实现电机的主磁场调节和控制，改善电机调速、驱动性能或调压特性的一类新型电机，它存在两个励磁源，综合了电励磁和永磁同步电机各自的优点。

磁通切换电机是指励磁源(励磁绕组或永磁体)放置于定子上，利用转子导磁块进行调制的一类电机，优势在于转子结构简单。但通常将励磁源与电枢绕组放置在同一个定子上，使得定子铁芯饱和问题突出，降低了电机过载能力，过载能力差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁线圈与电枢线圈设置在不同的定子上，缓解了定子的磁路饱和程度，提高了电机过载能力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机，包括依次同轴安装的第一电枢定子、第一转子、中间定子、第二转子和第二电枢定子，所述中间定子上设置有励磁线圈和永磁体，所述第一电枢定子和第二电枢定子上设置有电枢线圈；所述第一转子和第二转子上均设置有导磁块。

可选地，所述中间定子包括中间定子铁芯，所述中间定子铁芯的两个端面上沿圆周方向均布有第一定子齿，同侧的相邻的两个所述第一定子齿之间设置有第一定子槽，所述励磁线圈卷绕在所述第一定子齿上，所述永磁体固定连接在所述第一定子槽或第一定子齿上。

可选地，所述第一定子槽沿所述中间定子铁芯的径向设置，所述永磁体固定设置在所述第一定子槽的槽底部，所述永磁体沿所述中间定子铁芯的径向设置。

可选地，所述永磁体为长方体永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子槽内；

所述永磁体切向充磁。

可选地，所述第一定子槽沿所述中间定子铁芯的径向设置，所述永磁体固定设置在所述第一定子槽的槽开口位置，所述永磁体沿所述中间定子铁芯的径向设置。

可选地，所述永磁体为长方体永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子槽的开口位置；

所述永磁体切向充磁。

可选地，所述第一定子齿的齿端面上设置有所述永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子齿的齿端面上；

所述永磁体的形状与所述第一定子齿的齿端面形状对应；

所述永磁体法向充磁。

可选地，所述第一电枢定子包括第二定子铁芯和第一电枢线圈，所述第二定子铁芯的一个端面上沿圆周方向均布有第二定子齿，相邻的两个所述第二定子齿之间设置有第二定子槽，所述第一电枢线圈卷绕在所述第二定子齿上；

所述第二电枢定子和第一电枢定子的结构相同。

可选地，所述第一转子包括第一转子支架，所述第一转子支架的端面设置有多个第一限位通槽，所述第一限位通槽内设置有第一导磁块；

所述第二转子和第一转子的结构相同。

可选地，所述第一转子与第二转子关于所述中间定子对称设置，所述第一电枢定子与所述第二电枢定子关于所述中间定子对称设置。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁源有励磁线圈电励磁和永磁体励磁，励磁线圈和永磁体设置在中间定子上，电枢线圈设置在两侧的第一电枢定子和第二电枢定子上，从而使励磁线圈与电枢线圈设置在不同的定子上，解决了励磁线圈与电枢线圈设置在同一个定子上产生的磁路饱和的问题，增加了定子绕组槽空间，提高了电机过载能力。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轴向磁通混合励磁磁通切换电机(去除电机壳体)的结构示意图；

图2为图1的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的中间定子的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的中间定子的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的中间定子铁芯的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一电枢定子的爆炸结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例提供的中间定子的结构示意图；

图8为图7中的中间定子的爆炸结构示意图；

图9为本实用新型又一实施例提供的中间定子的结构示意图；

图10为图9中的中间定子的爆炸结构示意图。

其中：

1、第一电枢定子，

101、第二定子铁芯，1011、第二定子齿，1012、第二定子槽，102、第一电枢线圈，

2、第一导磁块，

3、中间定子，

301、中间定子铁芯，3011、第一定子齿，3012、第一定子槽，302、励磁线圈，303、永磁体，

4、第二导磁块，

5、第二电枢定子。

具体实施方式

本实用新型公开了一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁线圈与电枢线圈设置在不同的定子上，缓解了定子的磁路饱和程度，提高了电机过载能力。

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。

请参阅图1至图10，本实用新型的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，包括电机壳体，所述电机壳体内包括依次同轴安装的第一电枢定子1、第一转子、中间定子3、第二转子和第二电枢定子5。中间定子3上设置有励磁线圈302和永磁体303。第一电枢定子1和第二电枢定子5上设置有电枢线圈。所述第一转子和第二转子上均设置有导磁块。

其中，在所述第一转子和第二转子上设置导磁块，用于对励磁磁场进行调制。中间定子3上设置有励磁线圈302，励磁线圈302通入直流电进行励磁，以产生恒定磁场，励磁磁场方向与永磁体303的磁场方向一致。所述电枢线圈用于产生旋转磁场从而与主极磁场相配合产生转矩的绕组。转子上导磁块位置不同，其在电枢绕组产生的磁链也不同，会发生正弦变化，从而会产生正弦的反电势，在电枢绕组中通入相应相位的正弦电流，便会产生功率，从而电机产生转矩。第一电枢定子1、第一转子、中间定子3、第二转子和第二电枢定子5套设在电机轴上。

本实用新型的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁源有励磁线圈302电励磁和永磁体303励磁，励磁线圈302和永磁体303设置在中间定子3上，电枢线圈设置在两侧的第一电枢定子1和第二电枢定子5上，从而使励磁线圈302与电枢线圈设置在不同的定子上，缓解了定子的磁路饱和程度，增加了定子绕组槽空间，提高了电机过载能力。

其中，所述第一转子与第二转子关于中间定子3对称设置，第一电枢定子1与第二电枢定子5关于中间定子3对称设置，从而形成三定子两转子的电机结构。

具体的，中间定子3包括中间定子铁芯301，如图3至图5所示，中间定子铁芯301的两个端面上沿圆周方向均布有第一定子齿3011，同侧的相邻的两个第一定子齿3011之间设置有第一定子槽3012，励磁线圈302卷绕在第一定子齿3011上，永磁体303固定连接在第一定子槽3012或第一定子齿3011上，从而使励磁线圈302与永磁体303设置于中间定子3的中间定子铁芯301上。

其中，第一定子槽3012沿中间定子铁芯301的径向设置，永磁体303固定设置在第一定子槽3012的槽底部，永磁体303也沿中间定子铁芯301的径向设置，永磁体303的长度沿中间定子铁芯301的径向布置。

在一实施例中，如图3所示，每个第一定子槽3012内均设置有一永磁体303，永磁体303的宽度与第一定子槽3012的槽宽相同，永磁体303的长度与第一定子槽3012沿中间定子铁芯301的径向的长度相同。第一定子槽3012的槽底面为长方形面，永磁体303为长方体永磁体，永磁体303粘接在第一定子槽3012内，具体的，永磁体303的底面与第一定子槽3012的槽底面粘接。永磁体303为切向充磁。

在另一实施例中，第一定子槽3012沿中间定子铁芯301的径向设置，永磁体303固定设置在第一定子槽3012的槽开口位置，如图7和图8所示，永磁体303沿中间定子铁芯301的径向设置。具体的，每个第一定子槽3012的槽开口位置均固定设置一永磁体303，永磁体303的宽度与第一定子槽3012的槽开口宽度相同，永磁体303的长度与第一定子槽3012沿中间定子铁芯301的径向的长度相同。第一定子槽3012的槽开口为长方形开口，永磁体303为长方体永磁体，永磁体303粘接在第一定子槽3012的开口位置，永磁体303切向充磁。

在又一实施例中，永磁体303固定连接在第一定子齿3011的齿端面上，具体的，永磁体303粘接在第一定子齿3011的齿端面上，如图9和图10所示。永磁体303的端面形状可以为与第一定子齿3011的齿端面随型设置，也可以设置成其他形状。此实施例中的永磁体303法向充磁。

进一步的，第一电枢定子1包括第二定子铁芯101和第一电枢线圈102，如图6所示，第二定子铁芯101的一个端面上沿圆周方向均布有第二定子齿1011，相邻的两个第二定子齿1011之间设置有第二定子槽1012，第一电枢线圈102卷绕在第二定子齿1011上。第二电枢定子5包括第三定子铁芯和第二电枢线圈，其具体结构和第一电枢定子1的结构相同，此处不再赘述。

所述第一转子包括第一转子支架(图中未示)，所述第一转子支架的端面设置有多个第一限位通槽，所述第一限位通槽均布在所述第一转子支架上，所述第一限位通槽内设置有第一导磁块2，第一导磁块2固定连接在所述第一限位通槽内。所述第二转子和第一转子的结构相同，所述第二转子包括第二转子支架(图中未示)，所述第二转子支架上设置有第二导磁块4。

本实用新型的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，励磁源有电励磁和永磁体励磁两种励磁，提高了电机的励磁磁场调节能力，同时可以降低永磁体的用量，降低了成本；采用中间定子3单独放置励磁线圈302及永磁体303，缓解了定子铁芯饱和的问题；提高了电机的磁场调节能力，高速时不需要电枢绕组进行弱磁；通过改变励磁电流的大小，可以改变电机的输出转矩；励磁线圈302与电枢线圈都缠绕在各自对应的定子铁芯的定子齿上，相比传统盘式电机结构改动小，大大降低了工艺难度。

在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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 (10)

1.一种轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，包括依次同轴安装的第一电枢定子、第一转子、中间定子、第二转子和第二电枢定子，所述中间定子上设置有励磁线圈和永磁体，所述第一电枢定子和第二电枢定子上设置有电枢线圈；所述第一转子和第二转子上均设置有导磁块。

2.根据权利要求1所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述中间定子包括中间定子铁芯，所述中间定子铁芯的两个端面上沿圆周方向均布有第一定子齿，同侧的相邻的两个所述第一定子齿之间设置有第一定子槽，所述励磁线圈卷绕在所述第一定子齿上，所述永磁体固定连接在所述第一定子槽或第一定子齿上。

3.根据权利要求2所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一定子槽沿所述中间定子铁芯的径向设置，所述永磁体固定设置在所述第一定子槽的槽底部，所述永磁体沿所述中间定子铁芯的径向设置。

4.根据权利要求3所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述永磁体为长方体永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子槽内；

所述永磁体切向充磁。

5.根据权利要求2所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一定子槽沿所述中间定子铁芯的径向设置，所述永磁体固定设置在所述第一定子槽的槽开口位置，所述永磁体沿所述中间定子铁芯的径向设置。

6.根据权利要求5所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述永磁体为长方体永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子槽的开口位置；

所述永磁体切向充磁。

7.根据权利要求2所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一定子齿的齿端面上设置有所述永磁体，所述永磁体粘接在所述第一定子齿的齿端面上；

所述永磁体的形状与所述第一定子齿的齿端面形状对应；

所述永磁体法向充磁。

8.根据权利要求1所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一电枢定子包括第二定子铁芯和第一电枢线圈，所述第二定子铁芯的一个端面上沿圆周方向均布有第二定子齿，相邻的两个所述第二定子齿之间设置有第二定子槽，所述第一电枢线圈卷绕在所述第二定子齿上；

所述第二电枢定子和第一电枢定子的结构相同。

9.根据权利要求1所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一转子包括第一转子支架，所述第一转子支架的端面设置有多个第一限位通槽，所述第一限位通槽内设置有第一导磁块；

所述第二转子和第一转子的结构相同。

10.根据权利要求1所述的轴向磁通混合励磁磁通切换电机，其特征在于，所述第一转子与第二转子关于所述中间定子对称设置，所述第一电枢定子与所述第二电枢定子关于所述中间定子对称设置。