CN219843466U - 一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构。其将转子轭部进行等分切割，把转子中间的环形永磁体周向分块，可以减小涡流回路的面积，从而减少涡流损耗，抑制永磁体退磁。包括双爪极电机本体；所述双爪极电机本体包括定子总成、转子总成、机壳总成；转子轭部沿周向被切割为多个块状的轭部块，且相邻两轭部块之间留有间隙；第一爪极转子转子轭部与第二爪极转子转子轭部位置相对、交叉插接为套筒结构；环形永磁体沿周向呈块状分布，每块环形永磁体块结构相同；且爪极转子模块中，每个轭部块对应一环形永磁体块；该环形永磁体块的一侧与第一爪极转子的对应的转子轭部块的顶端接触，另一侧贴于第二爪极转子的爪极根部上。

Description

一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构。

背景技术

双爪极电机的转矩密度高，而且由于结构的特性，可以采用SMC软磁材料压制而成，装配简单，只需将各部分拼装即可。但是，当双爪极电机在高频率下与运行时，转子上会产生很高的铁心损耗，使电机温度升高，从而造成永磁体不可逆的退磁，对于电机的正常运行也会有不利影响，也会使电机的使用成本升高。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构，其采用一种新的转子结构和永磁体布置方式，将转子轭部进行等分切割，并且把转子中间的环形永磁体周向分块，可以减小涡流回路的面积，从而减少涡流损耗，抑制永磁体退磁。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括双爪极电机本体；所述双爪极电机本体包括定子总成、转子总成、机壳总成。

所述转子总成包括两个爪极转子：第一爪极转子及第二爪极转子、转子极间永磁体、转子之间的环形永磁体和转轴；其中，每个爪极转子包括转子爪极根部、转子轭部、转子爪极尖部，其中转子爪极根部、尖部和轭部一体铸成；两个爪极转子位置相对、互差角度交叉装配为爪极转子模块。

其特征在于，所述转子轭部沿周向被切割为多个块状的轭部块，且相邻两轭部块之间留有间隙；第一爪极转子转子轭部与第二爪极转子转子轭部位置相对、交叉插接为套筒结构。

所述环形永磁体沿周向呈块状分布，每块环形永磁体块结构相同。

且爪极转子模块中，每个轭部块对应一环形永磁体块；该环形永磁体块的一侧与第一爪极转子的对应的转子轭部块的顶端接触，另一侧贴于第二爪极转子的爪极根部上。即被一爪极转子的转子轭部牢牢固定在另一个爪极转子的爪极根部上，夹紧固定。

进一步地，在转子轭部和/或环形永磁体外设置一层不导磁的保护套。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型双爪极电机，将转子轭部和放置在转子之间的环形永磁体周向切割，环形永磁体被转子轭部顶在另一个爪极转子的爪极根部上，将原本大的涡流回路切割成若干块小的涡流回路，以此减小电机的涡流损耗，降低电机发热，抑制低重稀土永磁体因涡流损耗产生的温升而带来的不可逆退磁，增强电机运行时的稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型双爪极电机总体结构图。

图2是本实用新型双爪极电机结构爆炸图。

图3-1本实用新型双爪极电机定子整体结构图。

图3-2定子整体结构爆炸图。

图3-3单个定子结构图。

图4是本实用新型双爪极电机绕组结构图。

图5-1本实用新型双爪极电机转子结构图。

图5-2本实用新型双爪极电机转子结构侧图。

图5-3本实用新型转子结构爆炸图。

图5-4及5-5均为本实用新型单个转子结构图。

图6-1是本实用新型永磁体爆炸示意图。

图6-2是本实用新型双爪极电机永磁体结构和装配示意图。

图6-3是本实用新型极间永磁体与转子装配示意图。

图中，1为电机定子、2为绕组、3为气隙、4为电机转子、5为环形永磁体、6为极间永磁体、7为转轴7、8为定子轭部、9为定子爪极根部、10为定子爪极尖部、11为转子爪极根部、12为转子轭部、13为转子爪极尖部、14为定子上的绕组入/出线口、15为磁障、16为绕组入线端、17为绕组出线端、18为机壳、19为端盖、20为轴承、21为接线盒、22为机座。

具体实施方式

如图1到6-3所示，一种定子、转子均为爪极的双爪极电机包括：双爪极电机本体；所述双爪极电机本体包括定子总成、转子总成、机壳总成。

所述转子总成包括两个爪极转子：第一爪极转子及第二爪极转子、转子极间永磁体、转子之间的环形永磁体和转轴7；其中，每个爪极转子包括转子爪极根部11、转子轭部12、转子爪极尖部13，其中转子爪极根部11、尖部和轭部一体铸成；两个爪极转子位置相对、互差角度交叉装配为爪极转子模块。

其改进点在于：转子轭部12均沿周向被切割为多个块状的轭部块，且相邻两轭部块之间留有间隙；第一爪极转子的转子轭部12与第二爪极转子的转子轭部12位置相对、交叉插接为套筒结构；所述环形永磁体沿周向呈块状分布，每块环形永磁体块结构相同；且爪极转子模块中，每个轭部块对应一环形永磁体块；该环形永磁体块的一侧与第一爪极转子的对应的转子轭部12块的顶端接触，另一侧贴于第二爪极转子的爪极根部上。即被一爪极转子的转子轭部12牢牢固定在另一个爪极转子的爪极根部上，夹紧固定。

本实用新型对双爪极永磁同步电机的爪极转子轭部12和转子间的环形永磁体进行结构设计和改动，即将转子轭部12等分切割，并将环形永磁体周向分块，切割涡流回路、抑制电机发热，加强低重稀土永磁体的抗退磁能力。

具体地，实施例1、本实施例为一种具体的实现模式，可以作为一种实现方式，同时，也可以采用其他实现方式。

双爪极电机结构包括定子总成、转子总成、机壳总成。

其中，双爪极电机的转子总成包括两个爪极转子、转子极间永磁体、转子之间的环形永磁体和转轴7。

两个爪极转子相对、互差角度交叉装配成一个完整的爪极转子模块。

爪极转子包括转子爪极根部11、转子轭部12、转子爪极尖部13，其中转子爪极根部11、尖部和轭部一体铸成。

转子爪极间放置永磁体，采用切向式永磁体结构，即永磁体放置于本实用新型所设计的两个相邻的转子爪极尖部13之间，充磁方向为切向充磁。

转子之间也放置环形永磁体，充磁方向为轴向充磁。将转子轭部12和环形永磁体按照圆周方向切割成相等的若干块，把切割后的环形永磁体分成两部分，每一部分都放置在切割后的相邻的转子轭部12之间，每两块被切割后的环形永磁体被一个转子轭部12隔开，并紧贴在转子爪极根部11上。

每个切割后的转子轭部12对应一个切割后的环形永磁体，而且转子轭部12和环形永磁体的内外径均保持相等。切割后的环形永磁体的一侧与转子轭部12的顶端接触，另一侧紧贴在另一个转子的爪极根部上，即被转子轭部12牢牢固定在另一个爪极转子的爪极根部上，夹紧固定。

同时为了防止电机高速运行时造成永磁体离心，可以选择在转子轭部12和环形永磁体外围加一层不导磁的保护套，以起到保护作用。

本实用新型的装配方式是以转轴7为中心，两个爪极转子和切割后的环形永磁体套在转轴7上；极间永磁体放置在转子爪极尖部13之间，环形永磁体被转子轭部12顶在另一个转子的爪极根部上；爪极定子套在爪极转子外部，中间隔有气隙3。

实施例2、本实施例为一种具体的实现模式，可以作为一种实现方式，同时，也可以采用其他实现方式。

所述电机在不损坏电机定子结构的情况下，在定子轭部8上钻出绕组入/出线口14。

所述电机绕组2缠绕在定子爪极尖部10和定子轭部8中间，由两侧定子爪极根部9固定。

所述电机绕组2的入线端16和出线端17设在一处，从绕组入/出线口14导出再接入到接线盒21中。

定子1的材料选用SMC软磁材料。

分段式电机定子由两个相对的定子1组合成一段，段与段之间相差电角度和机械角度。各角度关系为：电角度＝360°÷相数＝电机极对数×机械角度。所述电机的转子部分由两个爪极转子4相对交叉组合而成，爪极转子4的结构包括转子爪极根部11、转子轭部12、转子爪极尖部13。将转子轭部周向切割，并等分成两部分，分布在两个爪极转子的爪极根部上，等分后的转子轭部12与转子爪极根部11和转子爪极尖部13一体铸成，切割后的转子轭部12相对错位交叉装配，电机转子整体由转轴7固定。所述电机用到的永磁体共分为两部分，一部分，由转子轭部12顶在转子爪极根部11之间的环形永磁体5，另一部分，转子爪极间放置的极间永磁体6。

将环形永磁体5按照圆周方向切割成相等的若干块，环形永磁体分块后放置在切割后的转子轭部的顶端，然后顶在另一个爪极转子的根部上。每两块被切割后的环形永磁体5被一个转子轭部12隔开，并紧贴在转子爪极根部11上。每个切割后的转子轭部12对应一个切割后的环形永磁体5，而且转子轭部12和环形永磁体5的内外径均保持相等。切割后的环形永磁体5的一侧与转子轭部12的顶端接触，另一侧紧贴在另一个爪极转子4的转子爪极根部11上，即被转子轭部12牢牢固定在另一个爪极转子4的转子爪极根部11上，夹紧固定。防止环形永磁体5在高速运行时脱落，可在环形永磁体5和转子轭部5的外围添加不导磁材质的保护套。

环形永磁体5充磁方向为轴向充磁。极间永磁体6采用切向式永磁体结构，极间永磁体6的一侧靠在转子爪极尖部13的侧面，另一侧靠在相邻转子爪极尖部13的侧面，由两个相邻的转子爪极尖部13夹住固定。

极间永磁体6充磁方向为切向充磁，此种充磁方向抗退磁能力较强。

永磁体材料采用低重稀土含量的稀土永磁材料，成本相较于传统的稀土永磁材料成本大幅度降低。所述电机端盖19共有两个，分别通过螺丝固定在机壳18的两侧。

端盖19中间设有轴承室，放置电机轴承20。

转子4、环形永磁体5通过转轴固定，极间永磁体6通过转子爪极尖部13固定，转轴再通过安装于轴承室内的轴承20构成电机转动部分。

所述电机的机壳18、接线盒21、机座22一体铸成，机壳18上装有螺丝接口，以固定端盖19。电机绕组2的出/入线端从定子1上的绕组出/入线口14中导出，在机壳18的内部刨出放置绕组2的出/入线端的渠道，最后将绕组的2的出/入线端集合在接线盒21中。

将绕组2导出到接线盒21时，需添加必要的绕组防护和绝缘措施，以防止绕组损伤和漏电。通过分析计算，可以验证双爪极电机的可行性与合理性。

以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，比如将本实施例改为多相多极双爪极永磁同步电动机、改变转子爪极形状、厚度和切割段数、转子轭部切割方式，以及改变永磁体放置位置等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低重稀土永磁材料双爪极电机结构，包括双爪极电机本体；所述双爪极电机本体包括定子总成、转子总成、机壳总成；所述转子总成包括两个爪极转子：第一爪极转子及第二爪极转子、转子极间永磁体、转子之间的环形永磁体和转轴；其中，每个爪极转子包括转子爪极根部、转子轭部、转子爪极尖部，其中转子爪极根部、尖部和轭部一体铸成；两个爪极转子位置相对、互差角度交叉装配为爪极转子模块；其特征在于：

所述转子轭部沿周向被切割为多个块状的轭部块，且相邻两轭部块之间留有间隙；第一爪极转子转子轭部与第二爪极转子转子轭部位置相对、交叉插接为套筒结构；

所述环形永磁体沿周向呈块状分布，每块环形永磁体块结构相同；

且爪极转子模块中，每个轭部块对应一环形永磁体块；该环形永磁体块的一侧与第一爪极转子的对应的转子轭部块的顶端接触，另一侧贴于第二爪极转子的爪极根部上。

2.根据权利要求1所述的低重稀土永磁材料双爪极电机结构，其特征在于：在转子轭部和/或环形永磁体外设置一层不导磁的保护套。